JP2021014151A - Power supply apparatus for vehicle - Google Patents

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史之 守屋
Fumiyuki Moriya
史之 守屋
裕文 家邊
Hirofumi Yabe
裕文 家邊
優祐 小松
Yusuke Komatsu
優祐 小松
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株式会社Subaru
Subaru Corp
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Abstract

To switch a power supply device for supplying power without causing the shortage of power to an electrical device.SOLUTION: A power supply apparatus for a vehicle includes: a first power supply device including a first power supply terminal; a second power supply device including a second power supply terminal; a switch which includes first and second switch terminals and is controlled to a first state allowing bidirectional electrical conduction and a second state allowing only unidirectional electrical conduction; a first electrical conduction path connecting the first power supply terminal and the first switch terminal to each other; a second electrical conduction path connecting the second power supply terminal and the second switch terminal to each other; an electrical device connected to the second electrical conduction path; and a power supply controller for controlling the target voltages of the first power supply device and the second power supply device. After controlling the switch to the second state (a time t2, a symbol e2) and then controlling the target voltage of the first power supply device to between the target voltage of the second power supply device and a lower-side voltage lower than that (a time t3, a symbol d2), the power supply controller makes the target voltage of the second power supply device lower than the target voltage of the first power supply device (a time t4, a symbol c2).SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、車両に搭載される車両用電源装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power supply device mounted on a vehicle.
車両に搭載される車両用電源装置として、複数の電源機器を備えた車両用電源装置が提案されている(特許文献1および2参照)。車両用電源装置に設けられる電源機器として、例えば、エンジンに駆動されるオルタネータがあり、高電圧バッテリからの電力を降圧して出力するコンバータがある。また、車両用電源装置には、コントローラやアクチュエータ等の電気機器が設けられている。 As a vehicle power supply device mounted on a vehicle, a vehicle power supply device including a plurality of power supply devices has been proposed (see Patent Documents 1 and 2). As a power supply device provided in a vehicle power supply device, for example, there is an alternator driven by an engine, and there is a converter that steps down and outputs the electric power from a high voltage battery. Further, the vehicle power supply device is provided with electric devices such as a controller and an actuator.
特開2008−180207号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-180207 特開2016−153260号公報JP-A-2016-153260
ところで、車両用電源装置に設けられる複数の電源機器を同時に作動させると、各電源機器の電圧制御が互いに干渉して出力電圧を振動させてしまう虞がある。そこで、複数の電源機器を備えた車両用電源装置においては、車両状況等に基づき電源機器の何れか1つを電力供給源として作動させることが多い。また、複数の電源機器の同時作動を回避する観点から、電力供給源として作動させる電源機器を切り替える際には、一方の電源機器を停止させた後に他方の電源機器を作動させている。しかしながら、電源機器の切替過程において全ての電源機器を一時的に停止させることは、コントローラやアクチュエータ等の電気機器に対する電力不足を招いてしまう要因であった。 By the way, when a plurality of power supply devices provided in a vehicle power supply device are operated at the same time, there is a possibility that the voltage controls of the power supply devices interfere with each other and vibrate the output voltage. Therefore, in a vehicle power supply device provided with a plurality of power supply devices, any one of the power supply devices is often operated as a power supply source based on the vehicle conditions and the like. Further, from the viewpoint of avoiding simultaneous operation of a plurality of power supply devices, when switching the power supply device to be operated as a power supply source, one power supply device is stopped and then the other power supply device is operated. However, temporarily stopping all the power supply devices in the process of switching the power supply devices has been a factor causing a power shortage for the electric devices such as the controller and the actuator.
本発明の目的は、電気機器に対する電力不足を招くことなく、電力供給を行う電源機器を切り替えることにある。 An object of the present invention is to switch a power supply device that supplies electric power without causing a power shortage for the electric device.
本発明の車両用電源装置は、車両に搭載される車両用電源装置であって、第1電源端子を備える第1電源機器と、第2電源端子を備える第2電源機器と、第1スイッチ端子および第2スイッチ端子を備え、端子間における双方向の通電を許容する第1状態と、端子間における一方向のみの通電を許容する第2状態と、に制御されるスイッチと、前記第1電源端子と前記第1スイッチ端子とを互いに接続する第1通電経路と、前記第2電源端子と前記第2スイッチ端子とを互いに接続する第2通電経路と、前記第2通電経路に接続される電気機器と、前記第1電源機器と前記第2電源機器との目標電圧を制御し、前記第1電源機器または前記第2電源機器からの電力を前記電気機器に供給する電源制御部と、を有し、前記電源制御部は、前記第2電源機器からの電力を前記電気機器に供給する状況から、前記第1電源機器からの電力を前記電気機器に供給する状況に切り替える場合に、前記スイッチを第1状態から第2状態に制御した後に、前記第1電源機器の目標電圧を前記第2電源機器の目標電圧とこれよりも低い下方電圧との間に制御してから、前記第2電源機器の目標電圧を前記第1電源機器の目標電圧よりも下げる。 The vehicle power supply device of the present invention is a vehicle power supply device mounted on a vehicle, and is a first power supply device having a first power supply terminal, a second power supply device having a second power supply terminal, and a first switch terminal. A switch having a second switch terminal and being controlled to a first state that allows bidirectional energization between terminals and a second state that allows energization in only one direction between terminals, and the first power supply. A first energization path that connects the terminals and the first switch terminal to each other, a second energization path that connects the second power supply terminal and the second switch terminal to each other, and electricity connected to the second energization path. It has a device and a power supply control unit that controls the target voltage of the first power supply device and the second power supply device and supplies power from the first power supply device or the second power supply device to the electric device. Then, the power supply control unit switches the switch when switching from a situation in which the power from the second power supply device is supplied to the electric device to a situation in which the power from the first power supply device is supplied to the electric device. After controlling from the first state to the second state, the target voltage of the first power supply device is controlled between the target voltage of the second power supply device and a lower voltage lower than this, and then the second power supply device. The target voltage of is lowered below the target voltage of the first power supply device.
本発明によれば、電源制御部は、第2電源機器からの電力を電気機器に供給する状況から、第1電源機器からの電力を電気機器に供給する状況に切り替える場合に、スイッチを第1状態から第2状態に制御した後に、第1電源機器の目標電圧を第2電源機器の目標電圧とこれよりも低い下方電圧との間に制御してから、第2電源機器の目標電圧を第1電源機器の目標電圧よりも下げる。これにより、電気機器に対する電力不足を招くことなく、電力供給を行う電源機器を第2電源機器から第1電源機器に切り替えることができる。 According to the present invention, the power supply control unit first switches the switch when switching from the situation where the power from the second power supply device is supplied to the electric device to the situation where the power from the first power supply device is supplied to the electric device. After controlling from the state to the second state, the target voltage of the first power supply device is controlled between the target voltage of the second power supply device and the lower voltage lower than this, and then the target voltage of the second power supply device is set to the second. 1 Lower than the target voltage of the power supply device. As a result, the power supply device for supplying power can be switched from the second power supply device to the first power supply device without causing a power shortage for the electric device.
本発明の一実施の形態である車両用電源装置が搭載された車両の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the vehicle which mounted the power supply device for a vehicle which is one Embodiment of this invention. 電源回路および制御系を簡単に示した図である。It is the figure which showed the power circuit and the control system briefly. ISG発電モードによる電力供給状況を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the power supply situation by the ISG power generation mode. コンバータ放電モードによる電力供給状況を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the power supply situation by a converter discharge mode. 再始動モードによる電力供給状況を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the power supply situation by a restart mode. 実施形態1における電源モードの切替制御を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the switching control of the power-source mode in Embodiment 1. FIG. 図6に示した時刻t3の電力供給状況を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the power supply situation at time t3 shown in FIG. 図6に示した時刻t4の電力供給状況を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the power supply situation at time t4 shown in FIG. コンバータ放電モードからISG発電モードへの切替手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the switching procedure from a converter discharge mode to an ISG power generation mode. 実施形態2における電源モードの切替制御を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the switching control of the power-source mode in Embodiment 2. コンバータ放電モードからISG発電モードへの切替手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the switching procedure from a converter discharge mode to an ISG power generation mode. 実施形態3における電源モードの切替制御を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the switching control of the power-source mode in Embodiment 3. コンバータ放電モードからISG発電モードへの切替手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the switching procedure from a converter discharge mode to an ISG power generation mode.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[車両構造]
図1は本発明の一実施の形態である車両用電源装置10が搭載された車両11の構造を示す概略図である。図1に示すように、車両11に搭載されるパワートレイン12には、動力源としてエンジン13およびモータジェネレータ14が設けられている。また、パワートレイン12には、プライマリプーリ15およびセカンダリプーリ16からなる無段変速機17が設けられている。プライマリプーリ15の一方側には、前後進切替機構18およびトルクコンバータ19を介してエンジン13が連結されており、プライマリプーリ15の他方側には、モータジェネレータ14のロータ20が連結されている。また、セカンダリプーリ16には、車輪出力軸21やデファレンシャル機構22等を介して車輪23が連結されている。なお、前後進切替機構18は、前進クラッチ24、後退ブレーキおよび遊星歯車列等によって構成される。
[Vehicle structure]
FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a vehicle 11 equipped with a vehicle power supply device 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the power train 12 mounted on the vehicle 11 is provided with an engine 13 and a motor generator 14 as power sources. Further, the power train 12 is provided with a continuously variable transmission 17 including a primary pulley 15 and a secondary pulley 16. The engine 13 is connected to one side of the primary pulley 15 via a forward / backward switching mechanism 18 and a torque converter 19, and the rotor 20 of the motor generator 14 is connected to the other side of the primary pulley 15. Further, the wheels 23 are connected to the secondary pulley 16 via a wheel output shaft 21, a differential mechanism 22 and the like. The forward / backward switching mechanism 18 is composed of a forward clutch 24, a reverse brake, a planetary gear train, and the like.
図示する車両11は、走行モードとして、エンジン13を駆動するエンジン走行モードと、エンジン13を停止させるモータ走行モードと、を有している。エンジン走行モードを実行する際には、前後進切替機構18の前進クラッチ24が締結され、車輪23に対してエンジン13が連結される。これにより、エンジン動力によって車輪23を駆動することができる。一方、モータ走行モードを実行する際には、前後進切替機構18の前進クラッチ24が解放され、車輪23からエンジン13が切り離される。これにより、エンジン13を停止させた状態のもとで、モータジェネレータ14を駆動することができ、モータ動力によって車輪23を駆動することができる。これらの走行モードは、車両走行時の要求駆動力や後述する高電圧バッテリ50のSOCに基づき決定される。例えば、高電圧バッテリ50のSOCが所定値を上回り、かつアクセルペダルの踏み込み量が少なく要求駆動力が小さい場合には、走行モードとしてモータ走行モードが選択される。一方、高電圧バッテリ50のSOCが所定値を下回る場合や、アクセルペダルの踏み込み量が多く要求駆動力が大きい場合には、走行モードとしてエンジン走行モードが選択される。 The illustrated vehicle 11 has, as a traveling mode, an engine traveling mode for driving the engine 13 and a motor traveling mode for stopping the engine 13. When the engine running mode is executed, the forward clutch 24 of the forward / backward switching mechanism 18 is engaged, and the engine 13 is connected to the wheels 23. As a result, the wheels 23 can be driven by engine power. On the other hand, when the motor traveling mode is executed, the forward clutch 24 of the forward / backward switching mechanism 18 is released, and the engine 13 is disconnected from the wheels 23. As a result, the motor generator 14 can be driven while the engine 13 is stopped, and the wheels 23 can be driven by the motor power. These traveling modes are determined based on the required driving force during vehicle traveling and the SOC of the high-voltage battery 50 described later. For example, when the SOC of the high-voltage battery 50 exceeds a predetermined value and the amount of depression of the accelerator pedal is small and the required driving force is small, the motor traveling mode is selected as the traveling mode. On the other hand, when the SOC of the high-voltage battery 50 is less than a predetermined value, or when the amount of depression of the accelerator pedal is large and the required driving force is large, the engine traveling mode is selected as the traveling mode.
[電源回路]
車両用電源装置10が備える電源回路30について説明する。図2は電源回路30および制御系を簡単に示した図である。図1および図2に示すように、電源回路30は、低電圧バッテリ40を備えた低電圧系41と、低電圧バッテリ40よりも高電圧の高電圧バッテリ(蓄電体)50を備えた高電圧系51と、を有している。低電圧系41は、低電圧バッテリ40、スタータジェネレータ42、半導体リレー43および電気機器群44等によって構成されている。一方、高電圧系51は、高電圧バッテリ50、インバータ52およびモータジェネレータ14等によって構成されている。また、低電圧系41と高電圧系51との間には、高電圧系51から低電圧系41に電力を供給するコンバータ60が設けられている。このコンバータ60には、低電圧系41に接続される正極端子61aおよび負極端子61bが設けられており、高電圧系51に接続される正極端子62aおよび負極端子62bが設けられている。
[Power supply circuit]
The power supply circuit 30 included in the vehicle power supply device 10 will be described. FIG. 2 is a diagram showing the power supply circuit 30 and the control system briefly. As shown in FIGS. 1 and 2, the power supply circuit 30 includes a low-voltage system 41 having a low-voltage battery 40 and a high-voltage battery (storage body) 50 having a voltage higher than that of the low-voltage battery 40. It has a system 51 and. The low-voltage system 41 is composed of a low-voltage battery 40, a starter generator 42, a semiconductor relay 43, an electric device group 44, and the like. On the other hand, the high voltage system 51 is composed of a high voltage battery 50, an inverter 52, a motor generator 14, and the like. Further, a converter 60 for supplying power from the high voltage system 51 to the low voltage system 41 is provided between the low voltage system 41 and the high voltage system 51. The converter 60 is provided with a positive electrode terminal 61a and a negative electrode terminal 61b connected to the low voltage system 41, and is provided with a positive electrode terminal 62a and a negative electrode terminal 62b connected to the high voltage system 51.
低電圧系41の接続構造について説明する。スタータジェネレータ(第1電源機器,発電機)42とコンバータ(第2電源機器)60とは、正極ライン45、半導体リレー(スイッチ)43および正極ライン46を介して接続されている。つまり、スタータジェネレータ42の正極端子(第1電源端子)42aと、半導体リレー43の端子(第1スイッチ端子)43aとは、正極ライン(第1通電経路)45を介して互いに接続されている。また、コンバータ60の正極端子(第2電源端子)61aと、半導体リレー43の端子(第2スイッチ端子)43bとは、正極ライン(第2通電経路)46を介して互いに接続されている。また、スタータジェネレータ42と半導体リレー43とを接続する正極ライン45には、正極ライン48を介して低電圧バッテリ40の正極端子40aが接続されている。さらに、半導体リレー43とコンバータ60とを接続する正極ライン46には、正極ライン49を介して複数の電気機器44aからなる電気機器群44が接続されている。なお、電気機器44aとして、各種コントローラや各種アクチュエータが設けられている。例えば、電気機器44aとして、横滑り防止装置、電動パワーステアリング装置およびオーディオ装置等が設けられる。 The connection structure of the low voltage system 41 will be described. The starter generator (first power supply device, generator) 42 and the converter (second power supply device) 60 are connected via a positive electrode line 45, a semiconductor relay (switch) 43, and a positive electrode line 46. That is, the positive electrode terminal (first power supply terminal) 42a of the starter generator 42 and the terminal (first switch terminal) 43a of the semiconductor relay 43 are connected to each other via the positive electrode line (first energization path) 45. Further, the positive electrode terminal (second power supply terminal) 61a of the converter 60 and the terminal (second switch terminal) 43b of the semiconductor relay 43 are connected to each other via the positive electrode line (second energization path) 46. Further, the positive electrode terminal 40a of the low voltage battery 40 is connected to the positive electrode line 45 connecting the starter generator 42 and the semiconductor relay 43 via the positive electrode line 48. Further, an electric device group 44 composed of a plurality of electric devices 44a is connected to the positive electrode line 46 connecting the semiconductor relay 43 and the converter 60 via the positive electrode line 49. The electric device 44a is provided with various controllers and various actuators. For example, as the electric device 44a, a skid prevention device, an electric power steering device, an audio device, and the like are provided.
続いて、高電圧系51の接続構造について説明する。高電圧バッテリ50の正極端子50aには正極ライン53が接続されており、インバータ52の正極端子52aには正極ライン54が接続されており、コンバータ60の正極端子62aには正極ライン55が接続されている。これらの正極ライン53〜55は、互いに接続されている。また、高電圧バッテリ50の負極端子50bには負極ライン56が接続されており、インバータ52の負極端子52bには負極ライン57が接続されており、コンバータ60の負極端子62bには負極ライン58が接続されている。これらの負極ライン56〜58は、互いに接続されている。 Subsequently, the connection structure of the high voltage system 51 will be described. The positive electrode line 53 is connected to the positive electrode terminal 50a of the high voltage battery 50, the positive electrode line 54 is connected to the positive electrode terminal 52a of the inverter 52, and the positive electrode line 55 is connected to the positive electrode terminal 62a of the converter 60. ing. These positive electrode lines 53 to 55 are connected to each other. Further, a negative electrode line 56 is connected to the negative electrode terminal 50b of the high voltage battery 50, a negative electrode line 57 is connected to the negative electrode terminal 52b of the inverter 52, and a negative electrode line 58 is connected to the negative electrode terminal 62b of the converter 60. It is connected. These negative electrode lines 56 to 58 are connected to each other.
[低電圧系]
低電圧系41を構成する各部品について説明する。低電圧系41に設けられるスタータジェネレータ42は、ベルト機構70を介してエンジン13のクランク軸71に連結されている。このスタータジェネレータ42は、発電機および電動機として機能する所謂ISG(Integrated Starter Generator)である。スタータジェネレータ42は、エンジン動力を用いて発電する発電機として機能するだけでなく、クランク軸71を始動回転させる電動機として機能する。また、スタータジェネレータ42は、ステータコイルを備えたステータ72と、フィールドコイルを備えたロータ73と、を有している。さらに、スタータジェネレータ42には、ステータコイルやフィールドコイルの通電状態を制御するため、インバータ、レギュレータ、マイコンおよび各種センサ等からなるISGコントローラ74が設けられている。
[Low voltage system]
Each component constituting the low voltage system 41 will be described. The starter generator 42 provided in the low voltage system 41 is connected to the crankshaft 71 of the engine 13 via a belt mechanism 70. The starter generator 42 is a so-called ISG (Integrated Starter Generator) that functions as a generator and an electric motor. The starter generator 42 not only functions as a generator that uses engine power to generate electricity, but also functions as an electric motor that starts and rotates the crankshaft 71. Further, the starter generator 42 has a stator 72 provided with a stator coil and a rotor 73 provided with a field coil. Further, the starter generator 42 is provided with an ISG controller 74 including an inverter, a regulator, a microcomputer, various sensors, and the like in order to control the energized state of the stator coil and the field coil.
ISGコントローラ74によってフィールドコイルやステータコイルの通電状態を制御することにより、スタータジェネレータ42の発電電圧、発電トルク、力行トルク等を制御することができる。つまり、スタータジェネレータ42は、エンジン回転によって発電を行う発電状態と、エンジン回転による発電を停止する停止状態と、エンジン13を始動回転つまりクランキングさせる力行状態と、に作動することが可能である。また、ISGコントローラ74は、スタータジェネレータ42の発電電圧Visgおよび発電電流を検出する機能を有している。なお、スタータジェネレータ42の発電電流は、ステータコイルやフィールドコイルの励磁電流等から推定しても良く、電流センサを用いて検出しても良い。 By controlling the energized state of the field coil and the stator coil with the ISG controller 74, it is possible to control the power generation voltage, power generation torque, power running torque, etc. of the starter generator 42. That is, the starter generator 42 can operate in a power generation state in which power is generated by engine rotation, a stop state in which power generation is stopped by engine rotation, and a power running state in which the engine 13 is started and rotated, that is, cranked. Further, the ISG controller 74 has a function of detecting the generated voltage Visg and the generated current of the starter generator 42. The generated current of the starter generator 42 may be estimated from the exciting current of the stator coil or the field coil, or may be detected by using a current sensor.
このように、エンジン13のクランク軸71には、電動機としても機能するスタータジェネレータ42が連結されている。前述したモータ走行モードからエンジン走行モードへの切り替えに伴ってエンジン13を再始動させる場合や、後述するアイドリングストップ制御に伴ってエンジン13を再始動させる場合には、スタータジェネレータ42を用いてエンジン13のクランキングが実行される。なお、車両11には、マイコン等からなる電子制御ユニットであるエンジンコントローラ75が設けられている。また、スタータジェネレータ42によってエンジン13を始動する際には、エンジンコントローラ75によってインジェクタやイグニッション等の補機類76が制御される。 In this way, the starter generator 42, which also functions as an electric motor, is connected to the crankshaft 71 of the engine 13. When the engine 13 is restarted with the switching from the motor running mode to the engine running mode described above, or when the engine 13 is restarted with the idling stop control described later, the engine 13 is used by using the starter generator 42. Cranking is performed. The vehicle 11 is provided with an engine controller 75, which is an electronic control unit including a microcomputer or the like. Further, when the engine 13 is started by the starter generator 42, the auxiliary machinery 76 such as the injector and the ignition is controlled by the engine controller 75.
また、スタータジェネレータ42とコンバータ60との間には、開閉部43cおよびダイオード部43dを備えた半導体リレー43が設けられている。この半導体リレー43をON状態(第1状態)に制御することにより、MOSFET等からなる開閉部43cは導通状態に制御され、端子43a,43b間における双方向の通電が許容される。つまり、半導体リレー43をON状態に制御することにより、スタータジェネレータ42側からコンバータ60側に向かう電流と、コンバータ60側からスタータジェネレータ42側に向かう電流との双方が許容される。また、半導体リレー43には、端子43aから端子43bへの通電を許容するダイオード部43dが設けられている。このため、半導体リレー43をOFF状態(第2状態)に制御することにより、端子43a,43b間における一方向のみの通電が許容される。つまり、半導体リレー43をOFF状態に制御することにより、開閉部43cが遮断状態に制御されるため、コンバータ60側からスタータジェネレータ42側に向かう電流が遮断される一方、スタータジェネレータ42側からコンバータ60側に向かう電流が許容される。 Further, a semiconductor relay 43 having an opening / closing portion 43c and a diode portion 43d is provided between the starter generator 42 and the converter 60. By controlling the semiconductor relay 43 to the ON state (first state), the opening / closing portion 43c made of MOSFET or the like is controlled to the conduction state, and bidirectional energization between the terminals 43a and 43b is allowed. That is, by controlling the semiconductor relay 43 to the ON state, both the current from the starter generator 42 side to the converter 60 side and the current from the converter 60 side to the starter generator 42 side are allowed. Further, the semiconductor relay 43 is provided with a diode portion 43d that allows energization from the terminal 43a to the terminal 43b. Therefore, by controlling the semiconductor relay 43 to the OFF state (second state), energization in only one direction between the terminals 43a and 43b is allowed. That is, by controlling the semiconductor relay 43 to the OFF state, the opening / closing portion 43c is controlled to the cutoff state, so that the current from the converter 60 side to the starter generator 42 side is cut off, while the converter 60 is cut off from the starter generator 42 side. Sideways current is allowed.
また、低電圧バッテリ40の負極端子40bに接続される負極ライン80には、低電圧バッテリ40の端子電圧等を検出するバッテリセンサ81が設けられている。このバッテリセンサ81は、低電圧バッテリ40の端子電圧を検出するだけでなく、低電圧バッテリ40の充放電電流を検出する機能や、低電圧バッテリ40の充電状態であるSOC(State Of Charge)を検出する機能を有している。なお、低電圧バッテリ40のSOCとは、低電圧バッテリ40の電気残量を示す比率であり、低電圧バッテリ40の満充電容量に対する蓄電量の比率である。例えば、低電圧バッテリ40が上限容量まで充電された場合には、SOCが100%として算出され、低電圧バッテリ40が下限容量まで放電した場合には、SOCが0%として算出される。また、バッテリセンサ81は、図示しない通電ラインを介して低電圧バッテリ40の正極端子40aにも接続されている。 Further, the negative electrode line 80 connected to the negative electrode terminal 40b of the low voltage battery 40 is provided with a battery sensor 81 for detecting the terminal voltage of the low voltage battery 40 and the like. The battery sensor 81 not only detects the terminal voltage of the low-voltage battery 40, but also has a function of detecting the charge / discharge current of the low-voltage battery 40 and SOC (State Of Charge) which is a charging state of the low-voltage battery 40. It has a function to detect. The SOC of the low-voltage battery 40 is a ratio indicating the remaining amount of electricity of the low-voltage battery 40, and is a ratio of the amount of electricity stored to the full charge capacity of the low-voltage battery 40. For example, when the low voltage battery 40 is charged to the upper limit capacity, the SOC is calculated as 100%, and when the low voltage battery 40 is discharged to the lower limit capacity, the SOC is calculated as 0%. The battery sensor 81 is also connected to the positive electrode terminal 40a of the low voltage battery 40 via an energization line (not shown).
[高電圧系]
高電圧系51を構成する各部品について説明する。高電圧系51にはインバータ52が設けられており、インバータ52にはモータジェネレータ14のステータ82が接続されている。インバータ52は、スイッチング素子やコンデンサ等によって構成されており、直流電力と交流電力とを相互に変換する機能を有している。モータジェネレータ14を力行状態に制御する際には、インバータ52を介して直流電力が交流電力に変換され、高電圧バッテリ50からモータジェネレータ14に電力が供給される。一方、モータジェネレータ14を回生状態に制御する際には、インバータ52を介して交流電力が直流電力に変換され、モータジェネレータ14から高電圧バッテリ50に電力が供給される。
[High voltage system]
Each component constituting the high voltage system 51 will be described. The high voltage system 51 is provided with an inverter 52, and the stator 82 of the motor generator 14 is connected to the inverter 52. The inverter 52 is composed of a switching element, a capacitor, and the like, and has a function of mutually converting DC power and AC power. When controlling the motor generator 14 to a power running state, DC power is converted into AC power via the inverter 52, and power is supplied from the high voltage battery 50 to the motor generator 14. On the other hand, when the motor generator 14 is controlled to the regenerated state, the AC power is converted into DC power via the inverter 52, and the power is supplied from the motor generator 14 to the high voltage battery 50.
また、高電圧バッテリ50には、マイコン等からなる電子制御ユニットであるバッテリコントローラ83が設けられている。さらに、高電圧バッテリ50には、充放電電流、端子電圧および温度等を検出するバッテリセンサ84が設けられている。高電圧バッテリ50に設けられるバッテリコントローラ83は、バッテリセンサ84から送信される充放電電流等に基づいて、高電圧バッテリ50の充電状態であるSOC(State Of Charge)を算出する機能を有している。なお、高電圧バッテリ50のSOCとは、高電圧バッテリ50の電気残量を示す比率であり、高電圧バッテリ50の満充電容量に対する蓄電量の比率である。例えば、高電圧バッテリ50が上限容量まで充電された場合には、SOCが100%として算出され、高電圧バッテリ50が下限容量まで放電した場合には、SOCが0%として算出される。また、高電圧バッテリ50には、バッテリセルを電源回路30から切り離すためのメインリレー85が設けられている。 Further, the high voltage battery 50 is provided with a battery controller 83 which is an electronic control unit including a microcomputer or the like. Further, the high voltage battery 50 is provided with a battery sensor 84 that detects charge / discharge current, terminal voltage, temperature, and the like. The battery controller 83 provided in the high-voltage battery 50 has a function of calculating the SOC (State Of Charge), which is the state of charge of the high-voltage battery 50, based on the charge / discharge current and the like transmitted from the battery sensor 84. There is. The SOC of the high-voltage battery 50 is a ratio indicating the remaining amount of electricity of the high-voltage battery 50, and is a ratio of the amount of electricity stored to the full charge capacity of the high-voltage battery 50. For example, when the high voltage battery 50 is charged to the upper limit capacity, the SOC is calculated as 100%, and when the high voltage battery 50 is discharged to the lower limit capacity, the SOC is calculated as 0%. Further, the high voltage battery 50 is provided with a main relay 85 for disconnecting the battery cell from the power supply circuit 30.
[コンバータ]
前述したように、低電圧系41と高電圧系51との間には、コンバータ60が設けられている。コンバータ60は、スイッチング素子やコンデンサ等によって構成されており、高電圧バッテリ50の直流電力を降圧して電気機器群44等に出力する機能を有している。このコンバータ60は、電気機器群44等に向けて放電する放電状態と、電気機器群44等に対する放電を停止する停止状態と、に作動することが可能である。また、コンバータ60には、正極端子61aの放電電圧Vconを検出する電圧センサ86が設けられており、正極端子61aからの放電電流を検出する電流センサ87が設けられている。なお、コンバータ60は、DCDCコンバータとも呼ばれている。
[converter]
As described above, the converter 60 is provided between the low voltage system 41 and the high voltage system 51. The converter 60 is composed of a switching element, a capacitor, and the like, and has a function of stepping down the DC power of the high-voltage battery 50 and outputting it to the electric device group 44 and the like. The converter 60 can operate in a discharge state of discharging toward the electric device group 44 or the like and a stop state of stopping the discharge of the electric device group 44 or the like. Further, the converter 60 is provided with a voltage sensor 86 for detecting the discharge voltage Vcon of the positive electrode terminal 61a, and is provided with a current sensor 87 for detecting the discharge current from the positive electrode terminal 61a. The converter 60 is also called a DCDC converter.
[制御系]
図2に示すように、車両用電源装置10は、パワートレイン12や電源回路30等を互いに協調させて制御するため、マイコン等からなる電子制御ユニットとしてのメインコントローラ90を有している。メインコントローラ90は、エンジン13を制御するエンジン制御部91、スタータジェネレータ42を制御するISG制御部92、半導体リレー43を制御するリレー制御部93、コンバータ60を制御するコンバータ制御部94、およびインバータ52を制御するインバータ制御部95を有している。また、メインコントローラ90は、走行モードの切り替えを制御する走行モード制御部96、およびアイドリングストップ制御を実行するアイドリングストップ制御部97を有している。なお、メインコントローラ90を構成するISG制御部92、リレー制御部93およびコンバータ制御部94は、後述するように、電源モードを切り替える電源制御部として機能している。
[Control system]
As shown in FIG. 2, the vehicle power supply device 10 has a main controller 90 as an electronic control unit including a microcomputer or the like in order to control the power train 12, the power supply circuit 30, and the like in coordination with each other. The main controller 90 includes an engine control unit 91 that controls the engine 13, an ISG control unit 92 that controls the starter generator 42, a relay control unit 93 that controls the semiconductor relay 43, a converter control unit 94 that controls the converter 60, and an inverter 52. It has an inverter control unit 95 for controlling the above. Further, the main controller 90 has a traveling mode control unit 96 that controls switching of the traveling mode, and an idling stop control unit 97 that executes idling stop control. The ISG control unit 92, the relay control unit 93, and the converter control unit 94 that make up the main controller 90 function as a power supply control unit that switches the power supply mode, as will be described later.
メインコントローラ90や前述した各コントローラ74,75,83は、CANやLIN等の車載ネットワークを介して互いに通信自在に接続されている。また、メインコントローラ90には、車速を検出する車速センサ100、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルセンサ101、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキセンサ102等が接続されている。なお、メインコントローラ90は、ISGコントローラ74を介してスタータジェネレータ42を制御し、エンジンコントローラ75を介してエンジン13を制御する。 The main controller 90 and the above-mentioned controllers 74, 75, and 83 are freely communicatively connected to each other via an in-vehicle network such as CAN or LIN. Further, the main controller 90 is connected to a vehicle speed sensor 100 that detects the vehicle speed, an accelerator sensor 101 that detects the operation status of the accelerator pedal, a brake sensor 102 that detects the operation status of the brake pedal, and the like. The main controller 90 controls the starter generator 42 via the ISG controller 74, and controls the engine 13 via the engine controller 75.
なお、メインコントローラ90のアイドリングストップ制御部97は、自動的にエンジン13を停止させて再始動するアイドリングストップ制御を実行する。アイドリングストップ制御部97は、エンジン運転中に所定の停止条件が成立した場合に、燃料カット等を実施してエンジン13を停止させる一方、エンジン停止中に所定の始動条件が成立した場合に、スタータジェネレータ42を回転させてエンジン13を再始動させる。エンジン13の停止条件としては、例えば、車速が所定値を下回り、かつブレーキペダルが踏み込まれることが挙げられる。また、エンジン13の始動条件としては、例えば、ブレーキペダルの踏み込みが解除されることや、アクセルペダルの踏み込みが開始されることが挙げられる。 The idling stop control unit 97 of the main controller 90 automatically stops and restarts the engine 13 to execute idling stop control. The idling stop control unit 97 stops the engine 13 by cutting fuel or the like when a predetermined stop condition is satisfied during engine operation, and stops the engine 13 when a predetermined start condition is satisfied while the engine is stopped. The generator 42 is rotated to restart the engine 13. The stopping condition of the engine 13 includes, for example, that the vehicle speed falls below a predetermined value and the brake pedal is depressed. Further, as the starting condition of the engine 13, for example, the depression of the brake pedal is released and the depression of the accelerator pedal is started.
[電源モード]
続いて、メインコントローラ90による電源回路30の制御モード(以下、電源モードとして記載する。)について説明する。電源モードとして、スタータジェネレータ42から電気機器群44等に電力を供給するISG発電モード、コンバータ60から電気機器群44等に電力を供給するコンバータ放電モード、およびエンジン再始動時に実行される再始動モードがある。ここで、図3はISG発電モードによる電力供給状況を示す回路図であり、図4はコンバータ放電モードによる電力供給状況を示す回路図であり、図5は再始動モードによる電力供給状況を示す回路図である。なお、図3〜図5には、矢印を用いて電力供給状況が示されている。
[Power mode]
Subsequently, the control mode of the power supply circuit 30 by the main controller 90 (hereinafter, referred to as the power supply mode) will be described. As power supply modes, an ISG power generation mode in which power is supplied from the starter generator 42 to the electric equipment group 44 and the like, a converter discharge mode in which power is supplied from the converter 60 to the electric equipment group 44 and the like, and a restart mode executed when the engine is restarted. There is. Here, FIG. 3 is a circuit diagram showing the power supply status in the ISG power generation mode, FIG. 4 is a circuit diagram showing the power supply status in the converter discharge mode, and FIG. 5 is a circuit showing the power supply status in the restart mode. It is a figure. In addition, in FIGS. 3 to 5, the power supply status is shown by using arrows.
コンバータ放電モードおよびISG発電モードは、高電圧バッテリ50のSOC等に基づき実行される。例えば、コンバータ放電モードの実行中に、高電圧バッテリ50のSOCが低下して所定値を下回る場合には、電源モードがコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替えられる。一方、ISG発電モードの実行中に、高電圧バッテリ50のSOCが上昇して所定値を上回る場合には、電源モードがISG発電モードからコンバータ放電モードに切り替えられる。これにより、エンジン13を積極的に停止させることができ、車両11の燃費性能を向上させることができる。 The converter discharge mode and the ISG power generation mode are executed based on the SOC of the high voltage battery 50 and the like. For example, if the SOC of the high-voltage battery 50 drops below a predetermined value during execution of the converter discharge mode, the power supply mode is switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. On the other hand, when the SOC of the high voltage battery 50 rises and exceeds a predetermined value during the execution of the ISG power generation mode, the power supply mode is switched from the ISG power generation mode to the converter discharge mode. As a result, the engine 13 can be positively stopped, and the fuel efficiency of the vehicle 11 can be improved.
図3に示すように、ISG発電モードにおいては、半導体リレー43がON状態に制御され、コンバータ60が停止状態に制御され、スタータジェネレータ42が発電状態に制御される。これにより、矢印a1で示すように、スタータジェネレータ42の正極端子42aから正極ライン45に電力が供給され、この電力は正極ライン46,49を経て電気機器群44に供給される。また、正極ライン45には低電圧バッテリ40が接続されることから、矢印a2で示すように、スタータジェネレータ42の発電状況や電気機器群44の作動状況等に応じて低電圧バッテリ40が充放電される。 As shown in FIG. 3, in the ISG power generation mode, the semiconductor relay 43 is controlled to the ON state, the converter 60 is controlled to the stopped state, and the starter generator 42 is controlled to the power generation state. As a result, as shown by the arrow a1, electric power is supplied from the positive electrode terminal 42a of the starter generator 42 to the positive electrode line 45, and this electric power is supplied to the electric device group 44 via the positive electrode lines 46 and 49. Further, since the low-voltage battery 40 is connected to the positive electrode line 45, as shown by arrow a2, the low-voltage battery 40 is charged and discharged according to the power generation status of the starter generator 42, the operating status of the electrical equipment group 44, and the like. Will be done.
このISG発電モードにおいては、メインコントローラ90によって、電気機器群44の消費電力等に基づきスタータジェネレータ42の目標電圧Tviが設定される。そして、メインコントローラ90は、スタータジェネレータ42の発電電圧Visgを目標電圧Tviに収束させるように、発電電圧Visgと目標電圧Tviとの差に基づきスタータジェネレータ42をフィードバック制御する。つまり、メインコントローラ90は、目標電圧Tviに基づいて、スタータジェネレータ42の発電電圧(端子電圧)Visgをフィードバック制御している。 In this ISG power generation mode, the main controller 90 sets the target voltage Tvi of the starter generator 42 based on the power consumption of the electrical equipment group 44 and the like. Then, the main controller 90 feedback-controls the starter generator 42 based on the difference between the generated voltage Visg and the target voltage Tvi so that the generated voltage Visg of the starter generator 42 converges to the target voltage Tvi. That is, the main controller 90 feedback-controls the generated voltage (terminal voltage) Visg of the starter generator 42 based on the target voltage Tvi.
後述するように、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviとして4段階の電圧値V1〜V4が設定されており、これらの電圧値V1〜V4から電気機器群44の消費電力等に応じて目標電圧Tviが選択される。また、電圧値V1〜V4のうち最も低電圧の電圧値V1は、電気機器44aを正常に動作させるための下限電圧である下方電圧VLよりも高く設定されている。つまり、目標電圧Tviを電圧値V1以上に制御することにより、電気機器44aを正常に動作させることが可能である。なお、ISG発電モードにおいては、エンジン動力を用いてスタータジェネレータ42が発電することから、エンジン停止を伴うモータ走行モードやアイドリングストップの実行が禁止される。 As will be described later, voltage values V1 to V4 in four stages are set as the target voltage Tvi of the starter generator 42, and the target voltage Tvi is set from these voltage values V1 to V4 according to the power consumption of the electric device group 44 and the like. Be selected. Further, the lowest voltage value V1 among the voltage values V1 to V4 is set higher than the lower voltage VL which is the lower limit voltage for operating the electric device 44a normally. That is, by controlling the target voltage Tvi to the voltage value V1 or higher, the electric device 44a can be operated normally. In the ISG power generation mode, since the starter generator 42 generates power using the engine power, the execution of the motor running mode and the idling stop accompanied by the engine stop is prohibited.
図4に示すように、コンバータ放電モードにおいては、半導体リレー43がON状態に制御され、コンバータ60が放電状態に制御され、スタータジェネレータ42が停止状態に制御される。これにより、矢印b1で示すように、コンバータ60の正極端子61aから正極ライン46に電力が供給され、この電力は正極ライン49を経て電気機器群44に供給される。また、正極ライン45には低電圧バッテリ40が接続されることから、矢印b2で示すように、コンバータ60の放電状況や電気機器群44の作動状況等に応じて低電圧バッテリ40が充放電される。 As shown in FIG. 4, in the converter discharge mode, the semiconductor relay 43 is controlled to the ON state, the converter 60 is controlled to the discharge state, and the starter generator 42 is controlled to the stopped state. As a result, as shown by the arrow b1, electric power is supplied from the positive electrode terminal 61a of the converter 60 to the positive electrode line 46, and this electric power is supplied to the electric device group 44 via the positive electrode line 49. Further, since the low-voltage battery 40 is connected to the positive electrode line 45, the low-voltage battery 40 is charged and discharged according to the discharge status of the converter 60, the operating status of the electric device group 44, and the like, as shown by the arrow b2. To.
このコンバータ放電モードにおいては、メインコントローラ90によって、電気機器群44の消費電力に基づきコンバータ60の目標電圧Tvcが設定される。そして、メインコントローラ90は、コンバータ60の放電電圧Vconを目標電圧Tvcに収束させるように、放電電圧Vconと目標電圧Tvcとの差に基づきコンバータ60をフィードバック制御する。つまり、メインコントローラ90は、目標電圧Tvcに基づいて、コンバータ60の放電電圧(端子電圧)Vconをフィードバック制御している。前述した電圧値V1〜V4と同様に、コンバータ60の目標電圧Tvcとして4段階の電圧値V1〜V4が設定されており、これらの電圧値V1〜V4から電気機器群44の消費電力等に応じて目標電圧Tvcが選択される。なお、コンバータ放電モードにおいては、モータ走行モードやアイドリングストップの実行が許可される。 In this converter discharge mode, the main controller 90 sets the target voltage Tvc of the converter 60 based on the power consumption of the electrical equipment group 44. Then, the main controller 90 feedback-controls the converter 60 based on the difference between the discharge voltage Vcon and the target voltage Tvc so that the discharge voltage Vcon of the converter 60 converges to the target voltage Tvc. That is, the main controller 90 feedback-controls the discharge voltage (terminal voltage) Vcon of the converter 60 based on the target voltage Tvc. Similar to the voltage values V1 to V4 described above, the voltage values V1 to V4 in four stages are set as the target voltage Tvc of the converter 60, and these voltage values V1 to V4 correspond to the power consumption of the electric device group 44 and the like. The target voltage Tvc is selected. In the converter discharge mode, execution of the motor running mode and idling stop is permitted.
また、エンジン再始動要求が為された場合、つまりモータ走行モードからエンジン走行モードへの切り替えが決定された場合や、アイドリングストップ制御によるエンジン停止中に所定の始動条件が成立した場合には、電源モードが再始動モードに切り替えられる。図5に示すように、再始動モードにおいては、半導体リレー43がOFF状態に制御され、コンバータ60が放電状態に制御され、スタータジェネレータ42が力行状態に制御される。これにより、矢印c1で示すように、低電圧バッテリ40からスタータジェネレータ42に電力が供給される。また、矢印c2で示すように、コンバータ60から電気機器群44に電力が供給される。 In addition, when an engine restart request is made, that is, when it is decided to switch from the motor running mode to the engine running mode, or when a predetermined starting condition is satisfied while the engine is stopped by idling stop control, the power supply is supplied. The mode is switched to restart mode. As shown in FIG. 5, in the restart mode, the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, the converter 60 is controlled to the discharge state, and the starter generator 42 is controlled to the power running state. As a result, as shown by the arrow c1, power is supplied from the low voltage battery 40 to the starter generator 42. Further, as shown by the arrow c2, electric power is supplied from the converter 60 to the electric device group 44.
スタータジェネレータ42の消費電力が急増する再始動モードにおいては、半導体リレー43がOFF状態に制御されるため、コンバータ60側からスタータジェネレータ42側に向かう電流が遮断される。これにより、低電圧バッテリ40からスタータジェネレータ42に大電流が供給される場合であっても、電気機器群44に対する瞬間的な電圧低下を防止することができ、電気機器群44を正常に機能させることができる。なお、再始動モードによるエンジン始動後には、高電圧バッテリ50のSOCに基づき、コンバータ放電モードまたはISG発電モードが実行される。 In the restart mode in which the power consumption of the starter generator 42 rapidly increases, the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, so that the current from the converter 60 side to the starter generator 42 side is cut off. As a result, even when a large current is supplied from the low-voltage battery 40 to the starter generator 42, it is possible to prevent a momentary voltage drop with respect to the electric device group 44, and the electric device group 44 can function normally. be able to. After starting the engine in the restart mode, the converter discharge mode or the ISG power generation mode is executed based on the SOC of the high voltage battery 50.
[コンバータ放電モードからISG発電モード]
続いて、メインコントローラ90によるコンバータ放電モードからISG発電モードへの切替制御について説明する。前述したように、コンバータ放電モードの実行中に、高電圧バッテリ50のSOCが低下して所定値を下回る場合には、電源モードがコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替えられる。また、コンバータ放電モードにおいては、放電電圧Vconを目標電圧Tvcに収束させるように、コンバータ60がフィードバック制御される。さらに、ISG発電モードにおいては、発電電圧Visgを目標電圧Tviに収束させるように、スタータジェネレータ42がフィードバック制御される。ここで、コンバータ放電モードとISG発電モードとの双方が同時に実行されると、コンバータ60とスタータジェネレータ42との双方が同時にフィードバック制御されるため、フィードバック制御が互いに干渉して放電電圧Vconや発電電圧Visgを振動させてしまう虞がある。
[From converter discharge mode to ISG power generation mode]
Subsequently, the switching control from the converter discharge mode to the ISG power generation mode by the main controller 90 will be described. As described above, when the SOC of the high voltage battery 50 drops below a predetermined value during the execution of the converter discharge mode, the power supply mode is switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. Further, in the converter discharge mode, the converter 60 is feedback-controlled so as to converge the discharge voltage Vcon to the target voltage Tvc. Further, in the ISG power generation mode, the starter generator 42 is feedback-controlled so as to converge the generated voltage Visg to the target voltage Tvi. Here, when both the converter discharge mode and the ISG power generation mode are executed at the same time, both the converter 60 and the starter generator 42 are feedback-controlled at the same time, so that the feedback controls interfere with each other and the discharge voltage Vcon and the power generation voltage are generated. There is a risk of vibrating the Visg.
このため、メインコントローラ90は、コンバータ放電モードとISG発電モードとの同時実行を回避する観点から、コンバータ放電モードを停止させた後にISG発電モードを実行している。しかしながら、電源モードの切替過程においてコンバータ60とスタータジェネレータ42との双方を停止させた場合には、一時的に低電圧バッテリ40のみから電気機器群44に電力が供給されるため、低電圧バッテリ40のSOCや電気機器群44の作動状況によっては、電気機器群44に対する供給電力が不足してしまう虞がある。そこで、メインコントローラ90は、電気機器群44に対する供給電力を不足させないように、電源モードをコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替えている。つまり、メインコントローラ90は、電気機器群44に対する供給電力を不足させないように、電力供給源をコンバータ60からスタータジェネレータ42に素早く切り替えている。 Therefore, the main controller 90 executes the ISG power generation mode after stopping the converter discharge mode from the viewpoint of avoiding simultaneous execution of the converter discharge mode and the ISG power generation mode. However, when both the converter 60 and the starter generator 42 are stopped in the process of switching the power supply mode, power is temporarily supplied from only the low voltage battery 40 to the electric device group 44, so that the low voltage battery 40 Depending on the SOC and the operating status of the electric device group 44, the power supply to the electric device group 44 may be insufficient. Therefore, the main controller 90 switches the power supply mode from the converter discharge mode to the ISG power generation mode so as not to run out of the power supply to the electric device group 44. That is, the main controller 90 quickly switches the power supply source from the converter 60 to the starter generator 42 so as not to run out of the power supply to the electric device group 44.
[タイミングチャート:実施形態1]
以下、本発明の一実施の形態(実施形態1)における電源モードの切替制御について説明する。図6は実施形態1における電源モードの切替制御を示すタイミングチャートである。図6には、コンバータ放電モードからISG発電モードに切り替える際のスタータジェネレータ42等の作動状況が示されている。また、図6において、ISGはスタータジェネレータ42であり、リレー端電圧Vaは半導体リレー43の端子43aに印加される電圧であり、リレー端電圧Vbは半導体リレー43の端子43bに印加される電圧である。さらに、図6において、リレー端電圧Va,Vbについては、電圧推移を明確にする観点から、互いに重なる場合であっても若干ずらして記載されている。また、図7は図6に示した時刻t3の電力供給状況を示す回路図であり、図8は図6に示した時刻t4の電力供給状況を示す回路図である。なお、図7において、○印を付した矢印はOFF状態の半導体リレー43によって通電が許容される方向を示し、×印を付した矢印はOFF状態の半導体リレー43によって通電が遮断される方向を示している。
[Timing chart: Embodiment 1]
Hereinafter, the power mode switching control according to the embodiment of the present invention (Embodiment 1) will be described. FIG. 6 is a timing chart showing switching control of the power supply mode in the first embodiment. FIG. 6 shows the operating status of the starter generator 42 and the like when switching from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. Further, in FIG. 6, the ISG is the starter generator 42, the relay end voltage Va is the voltage applied to the terminal 43a of the semiconductor relay 43, and the relay end voltage Vb is the voltage applied to the terminal 43b of the semiconductor relay 43. is there. Further, in FIG. 6, the relay end voltages Va and Vb are described with a slight shift even when they overlap each other from the viewpoint of clarifying the voltage transition. Further, FIG. 7 is a circuit diagram showing a power supply status at time t3 shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a circuit diagram showing a power supply status at time t4 shown in FIG. In FIG. 7, an arrow marked with a circle indicates a direction in which energization is permitted by the semiconductor relay 43 in the OFF state, and an arrow marked with a cross indicates a direction in which energization is cut off by the semiconductor relay 43 in the OFF state. Shown.
図6に時刻t1で示すように、コンバータ放電モードにおいては、コンバータ60が放電状態に制御され(符号a1)、スタータジェネレータ42が停止状態に制御される(符号b1)。このとき、コンバータ60の目標電圧Tvcは電圧値V3に制御され(符号c1)、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviは0Vに制御される(符号d1)。このように、コンバータ放電モードにおいては、コンバータ60の目標電圧Tvcが目標電圧Tviを上回るため、コンバータ60から電気機器群44に電力が供給される。また、コンバータ放電モードにおいては、半導体リレー43がON状態に制御されるため(符号e1)、リレー端電圧Va,Vbは目標電圧Tvcとほぼ同様の電圧値V3に制御される(符号f1)。なお、図示する例では、電気機器群44の消費電力に基づき、コンバータ60の目標電圧Tvcを電圧値V3に制御しているが、これに限られることはなく、電気機器群44の消費電力に基づき目標電圧Tvcを他の電圧値に制御しても良い。 As shown at time t1 in FIG. 6, in the converter discharge mode, the converter 60 is controlled to the discharge state (reference numeral a1), and the starter generator 42 is controlled to the stop state (reference numeral b1). At this time, the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3 (reference numeral c1), and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to 0V (reference numeral d1). As described above, in the converter discharge mode, since the target voltage Tvc of the converter 60 exceeds the target voltage Tvi, power is supplied from the converter 60 to the electric device group 44. Further, in the converter discharge mode, since the semiconductor relay 43 is controlled to be in the ON state (reference numeral e1), the relay end voltages Va and Vb are controlled to voltage values V3 which are substantially the same as the target voltage Tvc (reference numeral f1). In the illustrated example, the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3 based on the power consumption of the electric device group 44, but the present invention is not limited to this, and the power consumption of the electric device group 44 is used. Based on this, the target voltage Tvc may be controlled to another voltage value.
続いて、コンバータ放電モードからISG発電モードへの切り替えが決定されると、時刻t2に示すように、半導体リレー43がOFF状態に制御される(符号e2)。ここで、半導体リレー43がOFF状態に制御されると、コンバータ60からスタータジェネレータ42に向かう通電が遮断されるため、半導体リレー43の端子43aには低電圧バッテリ40の端子電圧だけが印加される。このため、図示する例では、スタータジェネレータ42側のリレー端電圧Vaが、低電圧バッテリ40の端子電圧に相当する電圧値V1まで低下している(符号f2)。 Subsequently, when the switching from the converter discharge mode to the ISG power generation mode is determined, the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state as shown at time t2 (reference numeral e2). Here, when the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, the energization from the converter 60 to the starter generator 42 is cut off, so that only the terminal voltage of the low voltage battery 40 is applied to the terminal 43a of the semiconductor relay 43. .. Therefore, in the illustrated example, the relay end voltage Va on the starter generator 42 side is lowered to the voltage value V1 corresponding to the terminal voltage of the low voltage battery 40 (reference numeral f2).
また、ISG発電モードへの切り替え決定に伴い、半導体リレー43がOFF状態に制御されると、その後、時刻t3に示すように、スタータジェネレータ42を停止状態から発電状態に切り替えるため(符号b2)、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V2まで引き上げられる(符号d2)。つまり、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが、下方電圧VLを上回りかつ目標電圧Tvcを下回るように、下方電圧VLと目標電圧Tvcとの間に制御される。ここで、図7に示すように、目標電圧Tviを電圧値V2に引き上げることにより、スタータジェネレータ42のフィードバック制御が開始される場合であっても、半導体リレー43はOFF状態に制御された状態であるため、コンバータ60からスタータジェネレータ42に向かう通電が遮断される。つまり、コンバータ60とスタータジェネレータ42とは互いに分離されることから、コンバータ60とスタータジェネレータ42とのフィードバック制御が互いに干渉することはなく、電源切替に備えてスタータジェネレータ42の目標電圧Tviを上げることができる。 Further, when the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state in accordance with the decision to switch to the ISG power generation mode, the starter generator 42 is subsequently switched from the stopped state to the power generation state as shown at time t3 (reference numeral b2). The target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised to the voltage value V2 (reference numeral d2). That is, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled between the downward voltage VL and the target voltage Tvc so that it exceeds the downward voltage VL and falls below the target voltage Tvc. Here, as shown in FIG. 7, the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state even when the feedback control of the starter generator 42 is started by raising the target voltage Tvi to the voltage value V2. Therefore, the energization from the converter 60 to the starter generator 42 is cut off. That is, since the converter 60 and the starter generator 42 are separated from each other, the feedback controls of the converter 60 and the starter generator 42 do not interfere with each other, and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised in preparation for power supply switching. Can be done.
前述したように、電源切替に備えてスタータジェネレータ42の目標電圧Tviが引き上げられると(符号d2)、図6に時刻t4で示すように、コンバータ60の目標電圧Tvcが0Vまで引き下げられ(符号c2)、コンバータ60が停止状態に制御される(符号a2)。ここで、図8に示すように、スタータジェネレータ42が発電状態に制御され、コンバータ60が停止状態に制御されると、スタータジェネレータ42から電気機器群44に対し、半導体リレー43のダイオード部43dを介して電力が供給される(矢印α)。すなわち、半導体リレー43がOFF状態に制御された状態のもとで、目標電圧Tvcが目標電圧Tviよりも下げられた場合には、コンバータ60から電気機器群44に電力を供給する状況から、スタータジェネレータ42からダイオード部43dを経て電気機器群44に電力を供給する状況に切り替えられる。つまり、電気機器群44に対する電力供給を継続したまま、電力供給源をコンバータ60からスタータジェネレータ42に切り替えることができる。 As described above, when the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised in preparation for power supply switching (reference numeral d2), the target voltage Tvc of the converter 60 is lowered to 0V (reference numeral c2) as shown at time t4 in FIG. ), The converter 60 is controlled to the stopped state (reference numeral a2). Here, as shown in FIG. 8, when the starter generator 42 is controlled to the power generation state and the converter 60 is controlled to the stopped state, the diode portion 43d of the semiconductor relay 43 is transmitted from the starter generator 42 to the electric device group 44. Power is supplied through (arrow α). That is, when the target voltage Tvc is lower than the target voltage Tvi under the state in which the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, the starter is supplied from the converter 60 to the electric device group 44. It is switched to the situation where power is supplied from the generator 42 to the electric device group 44 via the diode section 43d. That is, the power supply source can be switched from the converter 60 to the starter generator 42 while continuing the power supply to the electric device group 44.
また、図6に時刻t4で示すように、コンバータ60の目標電圧Tvcが下げられると(符号c2)、半導体リレー43の端子43aから端子43bに電流が流れるため、電気機器群44側のリレー端電圧Vbは直近の電圧から低下する(符号g1)。つまり、スタータジェネレータ側に位置する半導体リレー43の端子43aには、電圧値V2に制御された発電電圧Visgが印加されるものの、コンバータ側に位置する半導体リレー43の端子43bには、ダイオード部43dを通過する際の電圧降下によって電圧値V2から低下した電圧が印加される。このように、電源モードがISG発電モードに切り替えられるタイミングにおいては、電気機器群44の印加電圧であるリレー端電圧Vbが低下することになるが、時刻t3に示すように、電源切替に備えてスタータジェネレータ42の目標電圧Tviは電圧値V1よりも高い電圧値V2に上げられている。これにより、ISG発電モードに切り替えられるタイミングでリレー端電圧Vbが低下する場合であっても、電圧値V1を大きく下回るような過度な電圧低下を回避することができ、電気機器群44を正常に動作させることができる。 Further, as shown at time t4 in FIG. 6, when the target voltage Tvc of the converter 60 is lowered (reference numeral c2), a current flows from the terminal 43a of the semiconductor relay 43 to the terminal 43b, so that the relay end on the electric device group 44 side. The voltage Vb drops from the latest voltage (reference numeral g1). That is, although the generated voltage Visg controlled by the voltage value V2 is applied to the terminal 43a of the semiconductor relay 43 located on the starter generator side, the diode portion 43d is applied to the terminal 43b of the semiconductor relay 43 located on the converter side. The voltage dropped from the voltage value V2 is applied due to the voltage drop when passing through. In this way, at the timing when the power supply mode is switched to the ISG power generation mode, the relay end voltage Vb, which is the applied voltage of the electric device group 44, drops, but as shown at time t3, in preparation for the power supply switching. The target voltage Tvi of the starter generator 42 has been raised to a voltage value V2 higher than the voltage value V1. As a result, even if the relay end voltage Vb drops at the timing of switching to the ISG power generation mode, it is possible to avoid an excessive voltage drop that greatly falls below the voltage value V1, and the electrical equipment group 44 can be normally operated. Can be operated.
このように、電源モードがコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替えられると、その後、時刻t5に示すように、半導体リレー43がON状態に制御され(符号e3)、時刻t6に示すように、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3に制御される(符号d3)。なお、半導体リレー43をON状態に制御することにより、半導体リレー43の電気抵抗が下がることから、リレー端電圧Vbは電圧値V2に向けて上昇する(符号g2)。また、図示する例では、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3に制御されているが、電源モードがISG発電モードに切り替えられた後には、電気機器群44の消費電力に応じて目標電圧Tviが他の電圧値にも制御されることはいうまでもない。 In this way, when the power supply mode is switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode, the semiconductor relay 43 is then controlled to be in the ON state (reference numeral e3) as shown at time t5, and the starter is shown as shown at time t6. The target voltage Tvi of the generator 42 is controlled by the voltage value V3 (reference numeral d3). By controlling the semiconductor relay 43 to the ON state, the electric resistance of the semiconductor relay 43 decreases, so that the relay end voltage Vb increases toward the voltage value V2 (reference numeral g2). Further, in the illustrated example, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V3, but after the power supply mode is switched to the ISG power generation mode, the target voltage is adjusted according to the power consumption of the electric device group 44. It goes without saying that Tvi is also controlled by other voltage values.
これまで説明したように、電源モードをコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替える場合には、半導体リレー43がON状態からOFF状態に制御された後に(符号e2)、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviがコンバータ60の目標電圧Tvcと下方電圧VLとの間に制御されてから(符号d2)、コンバータ60の目標電圧Tvcがスタータジェネレータ42の目標電圧Tviよりも下げられる(符号c2)。これにより、電気機器群44に対する電力供給を継続したまま、電力供給源をコンバータ60からスタータジェネレータ42に切り替えることができる。 As described above, when the power supply mode is switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is set after the semiconductor relay 43 is controlled from the ON state to the OFF state (reference numeral e2). After being controlled between the target voltage Tvc of the converter 60 and the downward voltage VL (reference numeral d2), the target voltage Tvc of the converter 60 is lowered below the target voltage Tvi of the starter generator 42 (reference numeral c2). As a result, the power supply source can be switched from the converter 60 to the starter generator 42 while continuing the power supply to the electric device group 44.
しかも、電源切替に備えてスタータジェネレータ42の目標電圧Tviを引き上げる際には(符号d2)、半導体リレー43がOFF状態に制御されるため、コンバータ60側からスタータジェネレータ42側に電力が供給されることがない。すなわち、コンバータ60からスタータジェネレータ42に向かう通電が遮断されるため、コンバータ60およびスタータジェネレータ42のフィードバック制御が互いに干渉することはなく、放電電圧Vconおよび発電電圧Visgを安定させることができ、切替制御におけるフィードバック制御の安定性を高めることができる。 Moreover, when the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised in preparation for power switching (reference numeral d2), the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, so that power is supplied from the converter 60 side to the starter generator 42 side. Never. That is, since the energization from the converter 60 to the starter generator 42 is cut off, the feedback controls of the converter 60 and the starter generator 42 do not interfere with each other, the discharge voltage Vcon and the generated voltage Visg can be stabilized, and the switching control can be performed. It is possible to improve the stability of the feedback control in.
[フローチャート:実施形態1]
前述した実施形態1の切替制御をフローチャートに沿って説明する。図9はコンバータ放電モードからISG発電モードへの切替手順の一例を示すフローチャートである。図9のフローチャートには、コンバータ60の目標電圧Tvcが電圧値V3に制御されるコンバータ放電モードから、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3に制御されるISG発電モードへの切替手順の一例が示されている。
[Flowchart: Embodiment 1]
The switching control of the first embodiment described above will be described with reference to the flowchart. FIG. 9 is a flowchart showing an example of the procedure for switching from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. The flowchart of FIG. 9 shows an example of a switching procedure from the converter discharge mode in which the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3 to the ISG power generation mode in which the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V3. It is shown.
図9に示すように、ステップS10では、電源モードとしてコンバータ放電モードが実行され、コンバータ60の目標電圧Tvcが電圧値V3に制御される。続くステップS11では、高電圧バッテリ50のSOC等に基づき、電源モードをISG発電モードに切り替えるか否かが判定される。ステップS11において、電源モードをISG発電モードに切り替えると判定された場合には、ステップS12に進み、半導体リレー43がOFF状態に制御され、ステップS13に進み、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが、目標電圧Tvcと下方電圧VLとの間の電圧値V2に制御される。 As shown in FIG. 9, in step S10, the converter discharge mode is executed as the power supply mode, and the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3. In the following step S11, it is determined whether or not to switch the power supply mode to the ISG power generation mode based on the SOC of the high voltage battery 50 or the like. When it is determined in step S11 that the power supply mode is switched to the ISG power generation mode, the process proceeds to step S12, the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, the process proceeds to step S13, and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is the target. It is controlled by the voltage value V2 between the voltage Tvc and the downward voltage VL.
ステップS13において、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V2に制御されると、ステップS14に進み、コンバータ60の目標電圧Tvcが下げられ、コンバータ60が停止状態に制御される。これにより、電源モードがコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替えられる。その後、ステップS15に進み、半導体リレー43がON状態に制御され、ステップS16に進み、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3に制御される。 When the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V2 in step S13, the process proceeds to step S14, the target voltage Tvc of the converter 60 is lowered, and the converter 60 is controlled to the stopped state. As a result, the power supply mode is switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. After that, the process proceeds to step S15, the semiconductor relay 43 is controlled to be ON, and the process proceeds to step S16, and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V3.
[タイミングチャート:実施形態2]
前述した実施形態1の説明では、時刻t1〜t4まで目標電圧Tvcを電圧値V3に維持しているが、これに限られることはなく、目標電圧Tvcを直近の電圧である電圧値V3から引き上げても良い。続いて、本発明の他の実施形態(実施形態2)における電源モードの切替制御について説明する。図10は実施形態2における電源モードの切替制御を示すタイミングチャートである。図10には、コンバータ放電モードからISG発電モードに切り替える際のスタータジェネレータ42等の作動状況が示されている。また、図10において、ISGはスタータジェネレータ42であり、リレー端電圧Vaは半導体リレー43の端子43aに印加される電圧であり、リレー端電圧Vbは半導体リレー43の端子43bに印加される電圧である。さらに、図10において、リレー端電圧Va,Vbについては、電圧推移を明確にする観点から、互いに重なる場合であっても若干ずらして記載されている。
[Timing chart: Embodiment 2]
In the above description of the first embodiment, the target voltage Tvc is maintained at the voltage value V3 from time t1 to t4, but the target voltage Tvc is not limited to this and is raised from the latest voltage voltage value V3. You may. Subsequently, the power mode switching control in another embodiment of the present invention (Embodiment 2) will be described. FIG. 10 is a timing chart showing switching control of the power supply mode in the second embodiment. FIG. 10 shows the operating status of the starter generator 42 and the like when switching from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. Further, in FIG. 10, the ISG is the starter generator 42, the relay end voltage Va is the voltage applied to the terminal 43a of the semiconductor relay 43, and the relay end voltage Vb is the voltage applied to the terminal 43b of the semiconductor relay 43. is there. Further, in FIG. 10, the relay end voltages Va and Vb are described with a slight shift even when they overlap each other from the viewpoint of clarifying the voltage transition.
図10に時刻t21で示すように、コンバータ放電モードにおいては、コンバータ60が放電状態に制御され(符号a1)、スタータジェネレータ42が停止状態に制御される(符号b1)。このとき、コンバータ60の目標電圧Tvcは電圧値V3に制御され(符号c1)、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviは0Vに制御される(符号d1)。このように、コンバータ放電モードにおいては、コンバータ60の目標電圧Tvcが目標電圧Tviを上回るため、コンバータ60から電気機器群44に電力が供給される。また、コンバータ放電モードにおいては、半導体リレー43はON状態に制御されるため(符号e1)、リレー端電圧Va,Vbは目標電圧Tvcとほぼ同様の電圧値V3に制御される(符号f1)。なお、図示する例では、電気機器群44の消費電力に基づき、コンバータ60の目標電圧Tvcを電圧値V3に制御しているが、これに限られることはなく、電気機器群44の消費電力に基づき目標電圧Tvcを他の電圧値に制御しても良い。 As shown at time t21 in FIG. 10, in the converter discharge mode, the converter 60 is controlled to the discharge state (reference numeral a1), and the starter generator 42 is controlled to the stop state (reference numeral b1). At this time, the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3 (reference numeral c1), and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to 0V (reference numeral d1). As described above, in the converter discharge mode, since the target voltage Tvc of the converter 60 exceeds the target voltage Tvi, power is supplied from the converter 60 to the electric device group 44. Further, in the converter discharge mode, since the semiconductor relay 43 is controlled to the ON state (reference numeral e1), the relay end voltages Va and Vb are controlled to voltage values V3 which are substantially the same as the target voltage Tvc (reference numeral f1). In the illustrated example, the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3 based on the power consumption of the electric device group 44, but the present invention is not limited to this, and the power consumption of the electric device group 44 is used. Based on this, the target voltage Tvc may be controlled to another voltage value.
続いて、コンバータ放電モードからISG発電モードへの切り替えが決定されると、時刻t22に示すように、半導体リレー43がOFF状態に制御される(符号e2)。ここで、半導体リレー43がOFF状態に制御されると、コンバータ60からスタータジェネレータ42に向かう通電が遮断されるため、半導体リレー43の端子43aには低電圧バッテリ40の端子電圧だけが印加される。このため、図示する例では、スタータジェネレータ42側のリレー端電圧Vaが、低電圧バッテリ40の端子電圧に相当する電圧値V1まで低下している(符号f2)。 Subsequently, when the switching from the converter discharge mode to the ISG power generation mode is determined, the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state as shown at time t22 (reference numeral e2). Here, when the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, the energization from the converter 60 to the starter generator 42 is cut off, so that only the terminal voltage of the low voltage battery 40 is applied to the terminal 43a of the semiconductor relay 43. .. Therefore, in the illustrated example, the relay end voltage Va on the starter generator 42 side is lowered to the voltage value V1 corresponding to the terminal voltage of the low voltage battery 40 (reference numeral f2).
また、ISG発電モードへの切り替え決定に伴い、半導体リレー43がOFF状態に制御されると、その後、時刻t23に示すように、コンバータ60の目標電圧Tvcが直近の電圧である電圧値V3から電圧値V4に引き上げられる(符号c2)。続いて、時刻t24に示すように、スタータジェネレータ42を停止状態から発電状態に切り替えるため(符号b2)、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3まで引き上げられる(符号d2)。つまり、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが、下方電圧VLと目標電圧Tvcとの間に制御される。 Further, when the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state in accordance with the decision to switch to the ISG power generation mode, then, as shown at time t23, the target voltage Tvc of the converter 60 is a voltage from the voltage value V3 which is the latest voltage. It is raised to the value V4 (reference numeral c2). Subsequently, as shown at time t24, in order to switch the starter generator 42 from the stopped state to the power generation state (reference numeral b2), the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised to the voltage value V3 (reference numeral d2). That is, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled between the downward voltage VL and the target voltage Tvc.
なお、実施形態1と同様に、目標電圧Tviを電圧値V3に引き上げることにより、スタータジェネレータ42のフィードバック制御が開始される場合であっても、半導体リレー43はOFF状態に制御された状態であるため、コンバータ60からスタータジェネレータ42に向かう通電が遮断される。つまり、コンバータ60とスタータジェネレータ42とは互いに分離されることから、コンバータ60とスタータジェネレータ42とのフィードバック制御が互いに干渉することはなく、電源切替に備えてスタータジェネレータ42の目標電圧Tviを上げることができる。 As in the first embodiment, the semiconductor relay 43 is in the OFF state even when the feedback control of the starter generator 42 is started by raising the target voltage Tvi to the voltage value V3. Therefore, the energization from the converter 60 to the starter generator 42 is cut off. That is, since the converter 60 and the starter generator 42 are separated from each other, the feedback controls of the converter 60 and the starter generator 42 do not interfere with each other, and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised in preparation for power supply switching. Can be done.
前述したように、電源切替に備えてスタータジェネレータ42の目標電圧Tviが引き上げられると(符号d2)、時刻t25に示すように、コンバータ60の目標電圧Tvcが0Vまで引き下げられ(符号c3)、コンバータ60が停止状態に制御される(符号a2)。このように、スタータジェネレータ42が発電状態に制御され、コンバータ60が停止状態に制御されると、スタータジェネレータ42から電気機器群44に対し、半導体リレー43のダイオード部43dを介して電力が供給される。これにより、電気機器群44に対する電力供給を継続したまま、電力供給源をコンバータ60からスタータジェネレータ42に切り替えることができ、電源モードをコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替えることができる。なお、スタータジェネレータ42から電気機器群44に対し、OFF状態の半導体リレー43を介して電力が供給されるため、電気機器群44側のリレー端電圧Vbは直近の電圧から低下する(符号g1)。 As described above, when the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised in preparation for power supply switching (reference numeral d2), the target voltage Tvc of the converter 60 is lowered to 0V (reference numeral c3) as shown at time t25, and the converter is converted. 60 is controlled to the stopped state (reference numeral a2). In this way, when the starter generator 42 is controlled to the power generation state and the converter 60 is controlled to the stopped state, power is supplied from the starter generator 42 to the electric device group 44 via the diode portion 43d of the semiconductor relay 43. To. As a result, the power supply source can be switched from the converter 60 to the starter generator 42 while the power supply to the electric device group 44 is continued, and the power supply mode can be switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. Since power is supplied from the starter generator 42 to the electric device group 44 via the semiconductor relay 43 in the OFF state, the relay end voltage Vb on the electric device group 44 side decreases from the latest voltage (reference numeral g1). ..
また、電源モードがコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替えられると、時刻t26に示すように、半導体リレー43がON状態に制御される(符号e3)。このように、半導体リレー43をON状態に制御することにより、半導体リレー43の電気抵抗が下がることから、リレー端電圧Vbは電圧値V3に向けて上昇する(符号g2)。なお、図示する例では、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3に制御されているが、電源モードがISG発電モードに切り替えられた後には、電気機器群44の消費電力に応じて目標電圧Tviが他の電圧値にも制御されることはいうまでもない。 Further, when the power supply mode is switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode, the semiconductor relay 43 is controlled to the ON state as shown at time t26 (reference numeral e3). By controlling the semiconductor relay 43 to the ON state in this way, the electrical resistance of the semiconductor relay 43 decreases, so that the relay end voltage Vb increases toward the voltage value V3 (reference numeral g2). In the illustrated example, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V3, but after the power supply mode is switched to the ISG power generation mode, the target voltage is adjusted according to the power consumption of the electric device group 44. It goes without saying that Tvi is also controlled by other voltage values.
これまで説明したように、電源モードをコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替える場合には、半導体リレー43がON状態からOFF状態に制御された後に(符号e2)、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviがコンバータ60の目標電圧Tvcと下方電圧VLとの間に制御されてから(符号d2)、コンバータ60の目標電圧Tvcがスタータジェネレータ42の目標電圧Tviよりも下げられる(符号c3)。これにより、電気機器群44に対する電力供給を継続したまま、電力供給源をコンバータ60からスタータジェネレータ42に切り替えることができる。 As described above, when the power supply mode is switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is set after the semiconductor relay 43 is controlled from the ON state to the OFF state (reference numeral e2). After being controlled between the target voltage Tvc of the converter 60 and the downward voltage VL (reference numeral d2), the target voltage Tvc of the converter 60 is lowered below the target voltage Tvi of the starter generator 42 (reference numeral c3). As a result, the power supply source can be switched from the converter 60 to the starter generator 42 while continuing the power supply to the electric device group 44.
しかも、電源切替に備えてスタータジェネレータ42の目標電圧Tviを引き上げる際には、半導体リレー43がOFF状態に制御されるため、コンバータ60側からスタータジェネレータ42側に電力が供給されることがない。すなわち、コンバータ60からスタータジェネレータ42に向かう通電が遮断されるため、コンバータ60およびスタータジェネレータ42のフィードバック制御が互いに干渉することはなく、放電電圧Vconおよび発電電圧Visgを安定させることができ、切替制御におけるフィードバック制御の安定性を高めることができる。 Moreover, when the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised in preparation for power supply switching, the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, so that power is not supplied from the converter 60 side to the starter generator 42 side. That is, since the energization from the converter 60 to the starter generator 42 is cut off, the feedback controls of the converter 60 and the starter generator 42 do not interfere with each other, the discharge voltage Vcon and the generated voltage Visg can be stabilized, and the switching control can be performed. It is possible to improve the stability of the feedback control in.
さらに、半導体リレー43がON状態からOFF状態に制御された後に(符号e2)、コンバータ60の目標電圧Tvcを直近の電圧よりも上げている(符号c2)。これにより、電源切替に備えて目標電圧Tviを引き上げるタイミングで、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviを最終的な電圧値V3まで上げることができる(符号d2)。これにより、コンバータ60を停止させ(符号a2)、半導体リレー43をON状態に制御することにより(符号e3)、ISG発電モードへの切り替えを完了させることができる。つまり、前述した図6においては、時刻t6において、目標電圧Tviを最終的な電圧値V3に制御しているが(符号d3)、この制御ステップを削減することができるため、電気機器群44に対する印加電圧を早期に電圧値V3に制御することができる。 Further, after the semiconductor relay 43 is controlled from the ON state to the OFF state (reference numeral e2), the target voltage Tvc of the converter 60 is raised above the latest voltage (reference numeral c2). As a result, the target voltage Tvi of the starter generator 42 can be raised to the final voltage value V3 at the timing of raising the target voltage Tvi in preparation for power supply switching (reference numeral d2). As a result, the conversion to the ISG power generation mode can be completed by stopping the converter 60 (reference numeral a2) and controlling the semiconductor relay 43 to the ON state (reference numeral e3). That is, in FIG. 6 described above, the target voltage Tvi is controlled to the final voltage value V3 at time t6 (reference numeral d3), but this control step can be reduced, so that the electric device group 44 can be used. The applied voltage can be controlled to the voltage value V3 at an early stage.
[フローチャート:実施形態2]
前述した実施形態2の切替制御をフローチャートに沿って説明する。図11はコンバータ放電モードからISG発電モードへの切替手順の一例を示すフローチャートである。図11のフローチャートには、コンバータ60の目標電圧Tvcが電圧値V3に制御されるコンバータ放電モードから、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3に制御されるISG発電モードへの切替手順の一例が示されている。
[Flowchart: Embodiment 2]
The switching control of the second embodiment described above will be described with reference to the flowchart. FIG. 11 is a flowchart showing an example of the procedure for switching from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. The flowchart of FIG. 11 shows an example of a procedure for switching from the converter discharge mode in which the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3 to the ISG power generation mode in which the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V3. It is shown.
図11に示すように、ステップS20では、電源モードとしてコンバータ放電モードが実行され、コンバータ60の目標電圧Tvcが電圧値V3に制御される。続くステップS21では、高電圧バッテリ50のSOC等に基づき、電源モードをISG発電モードに切り替えるか否かが判定される。ステップS21において、電源モードをISG発電モードに切り替えると判定された場合には、ステップS22に進み、半導体リレー43がOFF状態に制御され、ステップS23に進み、コンバータ60の目標電圧Tvcが直近の電圧値V3よりも高い電圧値V4に制御される。続いて、ステップS24に進み、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが、目標電圧Tvcと下方電圧VLとの間の電圧値V3に制御される。 As shown in FIG. 11, in step S20, the converter discharge mode is executed as the power supply mode, and the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3. In the following step S21, it is determined whether or not to switch the power supply mode to the ISG power generation mode based on the SOC of the high voltage battery 50 or the like. If it is determined in step S21 that the power supply mode is switched to the ISG power generation mode, the process proceeds to step S22, the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, the process proceeds to step S23, and the target voltage Tvc of the converter 60 is the latest voltage. It is controlled to a voltage value V4 higher than the value V3. Subsequently, the process proceeds to step S24, and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V3 between the target voltage Tvc and the downward voltage VL.
ステップS24において、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3に制御されると、ステップS25に進み、コンバータ60の目標電圧Tvcが下げられ、コンバータ60が停止状態に制御される。これにより、電源モードがコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替えられる。その後、ステップS26に進み、半導体リレー43がON状態に制御される。 In step S24, when the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V3, the process proceeds to step S25, the target voltage Tvc of the converter 60 is lowered, and the converter 60 is controlled to the stopped state. As a result, the power supply mode is switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. After that, the process proceeds to step S26, and the semiconductor relay 43 is controlled to be in the ON state.
[タイミングチャート:実施形態3]
前述した実施形態1の説明では、時刻t5において、半導体リレー43をON状態に切り替えた後に、時刻t6において、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviを電圧値V3に上げているが、これに限られることはなく、半導体リレー43をON状態に切り替える前に、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviを上げても良い。続いて、本発明の他の実施形態(実施形態3)における電源モードの切替制御について説明する。図12は実施形態3における電源モードの切替制御を示すタイミングチャートである。図12には、コンバータ放電モードからISG発電モードに切り替える際のスタータジェネレータ42等の作動状況が示されている。また、図12において、ISGはスタータジェネレータ42であり、リレー端電圧Vaは半導体リレー43の端子43aに印加される電圧であり、リレー端電圧Vbは半導体リレー43の端子43bに印加される電圧である。さらに、図12において、リレー端電圧Va,Vbについては、電圧推移を明確にする観点から、互いに重なる場合であっても若干ずらして記載されている。
[Timing chart: Embodiment 3]
In the above description of the first embodiment, after the semiconductor relay 43 is switched to the ON state at time t5, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised to the voltage value V3 at time t6, but the present invention is limited to this. Instead, the target voltage Tvi of the starter generator 42 may be increased before switching the semiconductor relay 43 to the ON state. Subsequently, the power mode switching control in another embodiment of the present invention (Embodiment 3) will be described. FIG. 12 is a timing chart showing switching control of the power supply mode in the third embodiment. FIG. 12 shows the operating status of the starter generator 42 and the like when switching from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. Further, in FIG. 12, the ISG is the starter generator 42, the relay end voltage Va is the voltage applied to the terminal 43a of the semiconductor relay 43, and the relay end voltage Vb is the voltage applied to the terminal 43b of the semiconductor relay 43. is there. Further, in FIG. 12, the relay end voltages Va and Vb are described with a slight shift even when they overlap each other from the viewpoint of clarifying the voltage transition.
図12に時刻t31で示すように、コンバータ放電モードにおいては、コンバータ60が放電状態に制御され(符号a1)、スタータジェネレータ42が停止状態に制御される(符号b1)。このとき、コンバータ60の目標電圧Tvcは電圧値V3に制御され(符号c1)、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviは0Vに制御される(符号d1)。このように、コンバータ放電モードにおいては、コンバータ60の目標電圧Tvcが目標電圧Tviを上回るため、コンバータ60から電気機器群44に電力が供給される。また、コンバータ放電モードにおいては、半導体リレー43はON状態に制御されるため(符号e1)、リレー端電圧Va,Vbは目標電圧Tvcとほぼ同様の電圧値V3に制御される(符号f1)。なお、図示する例では、電気機器群44の消費電力に基づき、コンバータ60の目標電圧Tvcを電圧値V3に制御しているが、これに限られることはなく、電気機器群44の消費電力に基づき目標電圧Tvcを他の電圧値に制御しても良い。 As shown at time t31 in FIG. 12, in the converter discharge mode, the converter 60 is controlled to the discharge state (reference numeral a1), and the starter generator 42 is controlled to the stop state (reference numeral b1). At this time, the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3 (reference numeral c1), and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to 0V (reference numeral d1). As described above, in the converter discharge mode, since the target voltage Tvc of the converter 60 exceeds the target voltage Tvi, power is supplied from the converter 60 to the electric device group 44. Further, in the converter discharge mode, since the semiconductor relay 43 is controlled to the ON state (reference numeral e1), the relay end voltages Va and Vb are controlled to voltage values V3 which are substantially the same as the target voltage Tvc (reference numeral f1). In the illustrated example, the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3 based on the power consumption of the electric device group 44, but the present invention is not limited to this, and the power consumption of the electric device group 44 is used. Based on this, the target voltage Tvc may be controlled to another voltage value.
続いて、コンバータ放電モードからISG発電モードへの切り替えが決定されると、時刻t32に示すように、半導体リレー43がOFF状態に制御される(符号e2)。ここで、半導体リレー43がOFF状態に制御されると、コンバータ60からスタータジェネレータ42に向かう通電が遮断されるため、半導体リレー43の端子43aには低電圧バッテリ40の端子電圧だけが印加される。このため、図示する例では、スタータジェネレータ42側のリレー端電圧Vaが、低電圧バッテリ40の端子電圧に相当する電圧値V1まで低下している(符号f2)。 Subsequently, when the switching from the converter discharge mode to the ISG power generation mode is determined, the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state as shown at time t32 (reference numeral e2). Here, when the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, the energization from the converter 60 to the starter generator 42 is cut off, so that only the terminal voltage of the low voltage battery 40 is applied to the terminal 43a of the semiconductor relay 43. .. Therefore, in the illustrated example, the relay end voltage Va on the starter generator 42 side is lowered to the voltage value V1 corresponding to the terminal voltage of the low voltage battery 40 (reference numeral f2).
また、ISG発電モードへの切り替え決定に伴い、半導体リレー43がOFF状態に制御されると、その後、時刻t33に示すように、スタータジェネレータ42を停止状態から発電状態に切り替えるため(符号b2)、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V2まで引き上げられる(符号d2)。つまり、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが、下方電圧VLと目標電圧Tvcとの間に制御される。なお、実施形態1と同様に、目標電圧Tviを電圧値V2に引き上げることにより、スタータジェネレータ42のフィードバック制御が開始される場合であっても、半導体リレー43はOFF状態に制御された状態であるため、コンバータ60からスタータジェネレータ42に向かう通電が遮断される。つまり、コンバータ60とスタータジェネレータ42とは互いに分離されることから、コンバータ60とスタータジェネレータ42とのフィードバック制御が互いに干渉することはなく、電源切替に備えてスタータジェネレータ42の目標電圧Tviを上げることができる。 Further, when the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state in accordance with the decision to switch to the ISG power generation mode, the starter generator 42 is subsequently switched from the stopped state to the power generation state as shown at time t33 (reference numeral b2). The target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised to the voltage value V2 (reference numeral d2). That is, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled between the downward voltage VL and the target voltage Tvc. As in the first embodiment, the semiconductor relay 43 is in the OFF state even when the feedback control of the starter generator 42 is started by raising the target voltage Tvi to the voltage value V2. Therefore, the energization from the converter 60 to the starter generator 42 is cut off. That is, since the converter 60 and the starter generator 42 are separated from each other, the feedback controls of the converter 60 and the starter generator 42 do not interfere with each other, and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised in preparation for power supply switching. Can be done.
前述したように、電源切替に備えてスタータジェネレータ42の目標電圧Tviが引き上げられると(符号d2)、時刻t34に示すように、コンバータ60の目標電圧Tvcが0Vまで引き下げられ(符号c2)、コンバータ60が停止状態に制御される(符号a2)。このように、スタータジェネレータ42が発電状態に制御され、コンバータ60が停止状態に制御されると、スタータジェネレータ42から電気機器群44に対し、半導体リレー43のダイオード部43dを介して電力が供給される。これにより、電気機器群44に対する電力供給を継続したまま、電力供給源をコンバータ60からスタータジェネレータ42に切り替えることができ、電源モードをコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替えることができる。なお、スタータジェネレータ42から電気機器群44に対し、OFF状態の半導体リレー43を介して電力が供給されるため、電気機器群44側のリレー端電圧Vbは直近の電圧から低下する(符号g1)。 As described above, when the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised in preparation for power supply switching (reference numeral d2), the target voltage Tvc of the converter 60 is lowered to 0V (reference numeral c2) as shown at time t34, and the converter is converted. 60 is controlled to the stopped state (reference numeral a2). In this way, when the starter generator 42 is controlled to the power generation state and the converter 60 is controlled to the stopped state, power is supplied from the starter generator 42 to the electric device group 44 via the diode portion 43d of the semiconductor relay 43. To. As a result, the power supply source can be switched from the converter 60 to the starter generator 42 while the power supply to the electric device group 44 is continued, and the power supply mode can be switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. Since power is supplied from the starter generator 42 to the electric device group 44 via the semiconductor relay 43 in the OFF state, the relay end voltage Vb on the electric device group 44 side decreases from the latest voltage (reference numeral g1). ..
また、電源モードがコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替えられると、時刻t35に示すように、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが直近の電圧である電圧値V2から電圧値V4に引き上げられる(符号d3)。このように、半導体リレー43をON状態に制御する前のタイミングで目標電圧Tviを引き上げることにより、電気機器群44側のリレー端電圧Vbを早期に高めることができるため、一時的に落ち込んだ電気機器群44の印加電圧を早期に回復させることができる(符号g2)。 Further, when the power supply mode is switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised from the voltage value V2, which is the latest voltage, to the voltage value V4, as shown at time t35 (reference numeral d3). ). In this way, by raising the target voltage Tvi at the timing before controlling the semiconductor relay 43 to the ON state, the relay end voltage Vb on the electric device group 44 side can be raised at an early stage, so that the electricity temporarily dropped. The applied voltage of the device group 44 can be recovered at an early stage (reference numeral g2).
このように、目標電圧Tviが電圧値V4に引き上げられると(符号d3)、時刻t36に示すように、半導体リレー43がON状態に制御される(符号e3)。このように、半導体リレー43をON状態に制御することにより、半導体リレー43の電気抵抗が下がることから、リレー端電圧Vbは電圧値V4に向けて上昇することになる(符号g3)。続いて、時刻t37に示すように、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3に制御される(符号d4)。なお、図示する例では、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3に制御されているが、電源モードがISG発電モードに切り替えられた後には、電気機器群44の消費電力に応じて目標電圧Tviが他の電圧値にも制御されることはいうまでもない。 In this way, when the target voltage Tvi is raised to the voltage value V4 (reference numeral d3), the semiconductor relay 43 is controlled to the ON state (reference numeral e3) as shown at time t36. By controlling the semiconductor relay 43 in the ON state in this way, the electrical resistance of the semiconductor relay 43 decreases, so that the relay end voltage Vb increases toward the voltage value V4 (reference numeral g3). Subsequently, as shown at time t37, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V3 (reference numeral d4). In the illustrated example, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V3, but after the power supply mode is switched to the ISG power generation mode, the target voltage is adjusted according to the power consumption of the electric device group 44. It goes without saying that Tvi is also controlled by other voltage values.
これまで説明したように、電源モードをコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替える場合には、半導体リレー43がON状態からOFF状態に制御された後に(符号e2)、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviがコンバータ60の目標電圧Tvcと下方電圧VLとの間に制御されてから(符号d2)、コンバータ60の目標電圧Tvcがスタータジェネレータ42の目標電圧Tviよりも下げられる(符号c2)。これにより、電気機器群44に対する電力供給を継続したまま、電力供給源をコンバータ60からスタータジェネレータ42に切り替えることができる。 As described above, when the power supply mode is switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is set after the semiconductor relay 43 is controlled from the ON state to the OFF state (reference numeral e2). After being controlled between the target voltage Tvc of the converter 60 and the downward voltage VL (reference numeral d2), the target voltage Tvc of the converter 60 is lowered below the target voltage Tvi of the starter generator 42 (reference numeral c2). As a result, the power supply source can be switched from the converter 60 to the starter generator 42 while continuing the power supply to the electric device group 44.
しかも、電源切替に備えてスタータジェネレータ42の目標電圧Tviを引き上げる際には、半導体リレー43がOFF状態に制御されるため、コンバータ60側からスタータジェネレータ42側に電力が供給されることがない。すなわち、コンバータ60からスタータジェネレータ42に向かう通電が遮断されるため、コンバータ60およびスタータジェネレータ42のフィードバック制御が互いに干渉することはなく、放電電圧Vconおよび発電電圧Visgを安定させることができ、切替制御におけるフィードバック制御の安定性を高めることができる。 Moreover, when the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised in preparation for power supply switching, the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, so that power is not supplied from the converter 60 side to the starter generator 42 side. That is, since the energization from the converter 60 to the starter generator 42 is cut off, the feedback controls of the converter 60 and the starter generator 42 do not interfere with each other, the discharge voltage Vcon and the generated voltage Visg can be stabilized, and the switching control can be performed. It is possible to improve the stability of the feedback control in.
さらに、半導体リレー43をOFF状態からON状態に制御する前のタイミングで、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviを直近の電圧よりも引き上げている(符号d3)。このように、半導体リレー43をON状態に制御する前のタイミングで目標電圧Tviを引き上げることにより、電気機器群44側のリレー端電圧Vbを早期に高めることができるため、一時的に落ち込んだ電気機器群44の印加電圧を早期に回復させることができる(符号g2)。 Further, the target voltage Tvi of the starter generator 42 is raised from the latest voltage at the timing before the semiconductor relay 43 is controlled from the OFF state to the ON state (reference numeral d3). In this way, by raising the target voltage Tvi at the timing before controlling the semiconductor relay 43 to the ON state, the relay end voltage Vb on the electric device group 44 side can be raised at an early stage, so that the electricity temporarily dropped. The applied voltage of the device group 44 can be recovered at an early stage (reference numeral g2).
[フローチャート:実施形態3]
前述した実施形態3の切替制御をフローチャートに沿って説明する。図13はコンバータ放電モードからISG発電モードへの切替手順の一例を示すフローチャートである。図13のフローチャートには、コンバータ60の目標電圧Tvcが電圧値V3に制御されるコンバータ放電モードから、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3に制御されるISG発電モードへの切替手順の一例が示されている。
[Flowchart: Embodiment 3]
The switching control of the third embodiment described above will be described with reference to the flowchart. FIG. 13 is a flowchart showing an example of the procedure for switching from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. The flowchart of FIG. 13 shows an example of a procedure for switching from the converter discharge mode in which the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3 to the ISG power generation mode in which the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V3. It is shown.
図13に示すように、ステップS30では、電源モードとしてコンバータ放電モードが実行され、コンバータ60の目標電圧Tvcが電圧値V3に制御される。続くステップS31では、高電圧バッテリ50のSOC等に基づき、電源モードをISG発電モードに切り替えるか否かが判定される。ステップS31において、電源モードをISG発電モードに切り替えると判定された場合には、ステップS32に進み、半導体リレー43がOFF状態に制御され、ステップS33に進み、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが、目標電圧Tvcと下方電圧VLとの間の電圧値V2に制御される。 As shown in FIG. 13, in step S30, the converter discharge mode is executed as the power supply mode, and the target voltage Tvc of the converter 60 is controlled to the voltage value V3. In the following step S31, it is determined whether or not to switch the power supply mode to the ISG power generation mode based on the SOC of the high voltage battery 50 or the like. If it is determined in step S31 that the power supply mode is switched to the ISG power generation mode, the process proceeds to step S32, the semiconductor relay 43 is controlled to the OFF state, the process proceeds to step S33, and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is the target. It is controlled by the voltage value V2 between the voltage Tvc and the downward voltage VL.
ステップS33において、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V2に制御されると、ステップS34に進み、コンバータ60の目標電圧Tvcが下げられ、コンバータ60が停止状態に制御される。これにより、電源モードがコンバータ放電モードからISG発電モードに切り替えられる。その後、ステップS35に進み、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが直近の電圧値V2よりも高い電圧値V4に制御される。続いて、ステップS36に進み、半導体リレー43がON状態に制御され、ステップS37に進み、スタータジェネレータ42の目標電圧Tviが電圧値V3に制御される。 When the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V2 in step S33, the process proceeds to step S34, the target voltage Tvc of the converter 60 is lowered, and the converter 60 is controlled to the stopped state. As a result, the power supply mode is switched from the converter discharge mode to the ISG power generation mode. After that, the process proceeds to step S35, and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to a voltage value V4 higher than the latest voltage value V2. Subsequently, the process proceeds to step S36, the semiconductor relay 43 is controlled to be ON, and the process proceeds to step S37, and the target voltage Tvi of the starter generator 42 is controlled to the voltage value V3.
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、第1電源機器としてスタータジェネレータ42を用い、第2電源機器としてコンバータ60を用いているが、これに限られることはなく、他の電源機器を用いても良い。例えば、第1電源機器として、発電機であるオルタネータを用いても良い。図示する例では、スイッチとして、開閉部43cおよびダイオード部43dが一体となる半導体リレー43を用いているが、これに限られることはなく、別体となる半導体素子を組み合わせてスイッチを構成しても良い。また、開閉部43cとしてはMOSFETに限られることはなく、IGBT等を用いて開閉部43cを構成しても良く、接点を機械的に開閉させるリレー等を用いて開閉部43cを構成しても良い。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. In the above description, the starter generator 42 is used as the first power supply device and the converter 60 is used as the second power supply device, but the present invention is not limited to this, and other power supply devices may be used. For example, an alternator, which is a generator, may be used as the first power supply device. In the illustrated example, the semiconductor relay 43 in which the opening / closing portion 43c and the diode portion 43d are integrated is used as the switch, but the switch is not limited to this, and a switch is configured by combining separate semiconductor elements. Is also good. Further, the opening / closing part 43c is not limited to the MOSFET, and the opening / closing part 43c may be formed by using an IGBT or the like, or the opening / closing part 43c may be formed by using a relay or the like that mechanically opens and closes the contacts. good.
前述の説明では、スタータジェネレータ42やコンバータ60の目標電圧Tvi,Tvcとして、4段階の電圧値V1〜V4を設定しているが、これに限られることはなく、電気機器群44の消費電力に基づき他の電圧値を設定しても良い。また、前述の説明では、電圧値V1を下方電圧VLよりも高く設定しているが、これに限られることはなく、電圧値V1を下方電圧VLと同じ電圧に設定しても良い。また、低電圧バッテリ40として、例えば、開放電圧が約12Vの鉛バッテリを用いることが可能であり、高電圧バッテリ50として、例えば、開放電圧が約118Vのリチウムイオンバッテリを用いることが可能であるが、低電圧バッテリ40や高電圧バッテリ50として、他の形式のバッテリやキャパシタを用いても良く、他の開放電圧のバッテリやキャパシタを用いても良い。また、車両11に搭載されるパワートレインとしては、図1に例示したパワートレイン12に限られることはなく、他の形式のパワートレインであっても良い。 In the above description, the voltage values V1 to V4 in four stages are set as the target voltages Tvi and Tvc of the starter generator 42 and the converter 60, but the present invention is not limited to this and the power consumption of the electric device group 44 is increased. Other voltage values may be set based on this. Further, in the above description, the voltage value V1 is set higher than the downward voltage VL, but the present invention is not limited to this, and the voltage value V1 may be set to the same voltage as the downward voltage VL. Further, as the low voltage battery 40, for example, a lead battery having an open circuit voltage of about 12 V can be used, and as the high voltage battery 50, for example, a lithium ion battery having an open circuit voltage of about 118 V can be used. However, as the low voltage battery 40 and the high voltage battery 50, another type of battery or capacitor may be used, or another open voltage battery or capacitor may be used. Further, the power train mounted on the vehicle 11 is not limited to the power train 12 illustrated in FIG. 1, and may be another type of power train.
10 車両用電源装置
11 車両
13 エンジン
42 スタータジェネレータ(第1電源機器、発電機)
42a 正極端子(第1電源端子)
43 半導体リレー(スイッチ)
43a 端子(第1スイッチ端子)
43b 端子(第2スイッチ端子)
44a 電気機器
45 正極ライン(第1通電経路)
46 正極ライン(第2通電経路)
50 高電圧バッテリ(蓄電体)
60 コンバータ(第2電源機器)
61a 正極端子(第2電源端子)
92 ISG制御部(電源制御部)
93 リレー制御部(電源制御部)
94 コンバータ制御部(電源制御部)
Tvi 目標電圧
Tvc 目標電圧
Vcon 放電電圧(端子電圧)
Visg 発電電圧(端子電圧)
VL 下方電圧
10 Vehicle power supply 11 Vehicle 13 Engine 42 Starter generator (first power supply equipment, generator)
42a Positive electrode terminal (first power supply terminal)
43 Semiconductor relay (switch)
43a terminal (1st switch terminal)
43b terminal (second switch terminal)
44a Electrical equipment 45 Positive electrode line (first energization path)
46 Positive electrode line (second energization path)
50 High-voltage battery (storage body)
60 converter (second power supply device)
61a Positive electrode terminal (second power supply terminal)
92 ISG control unit (power supply control unit)
93 Relay control unit (power supply control unit)
94 Converter control unit (power supply control unit)
Tvi Target voltage Tvc Target voltage Vcon Discharge voltage (terminal voltage)
Visg power generation voltage (terminal voltage)
VL down voltage

Claims (8)

  1. 車両に搭載される車両用電源装置であって、
    第1電源端子を備える第1電源機器と、
    第2電源端子を備える第2電源機器と、
    第1スイッチ端子および第2スイッチ端子を備え、端子間における双方向の通電を許容する第1状態と、端子間における一方向のみの通電を許容する第2状態と、に制御されるスイッチと、
    前記第1電源端子と前記第1スイッチ端子とを互いに接続する第1通電経路と、
    前記第2電源端子と前記第2スイッチ端子とを互いに接続する第2通電経路と、
    前記第2通電経路に接続される電気機器と、
    前記第1電源機器と前記第2電源機器との目標電圧を制御し、前記第1電源機器または前記第2電源機器からの電力を前記電気機器に供給する電源制御部と、
    を有し、
    前記電源制御部は、
    前記第2電源機器からの電力を前記電気機器に供給する状況から、前記第1電源機器からの電力を前記電気機器に供給する状況に切り替える場合に、
    前記スイッチを第1状態から第2状態に制御した後に、前記第1電源機器の目標電圧を前記第2電源機器の目標電圧とこれよりも低い下方電圧との間に制御してから、前記第2電源機器の目標電圧を前記第1電源機器の目標電圧よりも下げる、
    車両用電源装置。
    It is a vehicle power supply installed in a vehicle.
    A first power supply device equipped with a first power supply terminal and
    A second power supply device equipped with a second power supply terminal,
    A switch having a first switch terminal and a second switch terminal and controlled by a first state that allows bidirectional energization between terminals and a second state that allows energization in only one direction between terminals.
    A first energization path that connects the first power supply terminal and the first switch terminal to each other,
    A second energization path that connects the second power supply terminal and the second switch terminal to each other,
    The electrical equipment connected to the second energization path and
    A power supply control unit that controls the target voltage between the first power supply device and the second power supply device and supplies power from the first power supply device or the second power supply device to the electric device.
    Have,
    The power supply control unit
    When switching from the situation where the electric power from the second power supply device is supplied to the electric device to the situation where the electric power from the first power supply device is supplied to the electric device,
    After controlling the switch from the first state to the second state, the target voltage of the first power supply device is controlled between the target voltage of the second power supply device and a lower voltage lower than the target voltage of the second power supply device, and then the first. 2 Lower the target voltage of the power supply device from the target voltage of the first power supply device.
    Vehicle power supply.
  2. 請求項1に記載の車両用電源装置において、
    第2状態に制御された前記スイッチは、前記第1スイッチ端子から前記第2スイッチ端子に向かう通電を許容する一方、前記第2スイッチ端子から前記第1スイッチ端子に向かう通電を遮断する、
    車両用電源装置。
    In the vehicle power supply device according to claim 1,
    The switch controlled to the second state allows energization from the first switch terminal to the second switch terminal, while shuts off energization from the second switch terminal to the first switch terminal.
    Vehicle power supply.
  3. 請求項1または2に記載の車両用電源装置において、
    前記下方電圧は、前記電気機器を動作させる下限電圧である、
    車両用電源装置。
    In the vehicle power supply device according to claim 1 or 2.
    The downward voltage is a lower limit voltage for operating the electric device.
    Vehicle power supply.
  4. 請求項1〜3の何れか1項に記載の車両用電源装置において、
    前記電源制御部は、
    前記第2電源機器からの電力を前記電気機器に供給する状況から、前記第1電源機器からの電力を前記電気機器に供給する状況に切り替える場合に、
    前記スイッチを第1状態から第2状態に制御し、前記第1電源機器の目標電圧を前記第2電源機器の目標電圧と前記下方電圧との間に制御し、前記第2電源機器の目標電圧を前記第1電源機器の目標電圧よりも下げた後に、前記スイッチを第2状態から第1状態に制御する、
    車両用電源装置。
    In the vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 3.
    The power supply control unit
    When switching from the situation where the electric power from the second power supply device is supplied to the electric device to the situation where the electric power from the first power supply device is supplied to the electric device,
    The switch is controlled from the first state to the second state, the target voltage of the first power supply device is controlled between the target voltage of the second power supply device and the downward voltage, and the target voltage of the second power supply device is controlled. Is lowered below the target voltage of the first power supply device, and then the switch is controlled from the second state to the first state.
    Vehicle power supply.
  5. 請求項1〜4の何れか1項に記載の車両用電源装置において、
    前記電源制御部は、
    前記第2電源機器からの電力を前記電気機器に供給する状況から、前記第1電源機器からの電力を前記電気機器に供給する状況に切り替える場合に、
    前記スイッチを第1状態から第2状態に制御した後に、前記第2電源機器の目標電圧を直近の電圧よりも上げてから、前記第1電源機器の目標電圧を前記第2電源機器の目標電圧と前記下方電圧との間に制御し、前記第2電源機器の目標電圧を前記第1電源機器の目標電圧よりも下げる、
    車両用電源装置。
    In the vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 4.
    The power supply control unit
    When switching from the situation where the electric power from the second power supply device is supplied to the electric device to the situation where the electric power from the first power supply device is supplied to the electric device,
    After controlling the switch from the first state to the second state, the target voltage of the second power supply device is raised above the latest voltage, and then the target voltage of the first power supply device is changed to the target voltage of the second power supply device. The target voltage of the second power supply device is lowered below the target voltage of the first power supply device by controlling between the voltage and the lower voltage.
    Vehicle power supply.
  6. 請求項1〜4の何れか1項に記載の車両用電源装置において、
    前記電源制御部は、
    前記第2電源機器からの電力を前記電気機器に供給する状況から、前記第1電源機器からの電力を前記電気機器に供給する状況に切り替える場合に、
    前記スイッチを第1状態から第2状態に制御し、前記第1電源機器の目標電圧を前記第2電源機器の目標電圧と前記下方電圧との間に制御し、前記第2電源機器の目標電圧を前記第1電源機器の目標電圧よりも下げた後に、前記第1電源機器の目標電圧を直近の電圧よりも上げてから、前記スイッチを第2状態から第1状態に制御する、
    車両用電源装置。
    In the vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 4.
    The power supply control unit
    When switching from the situation where the electric power from the second power supply device is supplied to the electric device to the situation where the electric power from the first power supply device is supplied to the electric device,
    The switch is controlled from the first state to the second state, the target voltage of the first power supply device is controlled between the target voltage of the second power supply device and the downward voltage, and the target voltage of the second power supply device is controlled. Is lowered below the target voltage of the first power supply device, and then the target voltage of the first power supply device is raised above the latest voltage, and then the switch is controlled from the second state to the first state.
    Vehicle power supply.
  7. 請求項1〜6の何れか1項に記載の車両用電源装置において、
    前記第1電源機器は、エンジンに連結される発電機であり、
    前記第2電源機器は、蓄電体からの電力を降圧して出力するコンバータである、
    車両用電源装置。
    In the vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 6.
    The first power supply device is a generator connected to an engine.
    The second power supply device is a converter that steps down and outputs the electric power from the storage body.
    Vehicle power supply.
  8. 請求項1〜7の何れか1項に記載の車両用電源装置において、
    前記電源制御部は、前記第1電源機器の端子電圧を目標電圧に基づいてフィードバック制御し、前記第2電源機器の端子電圧を目標電圧に基づいてフィードバック制御する、
    車両用電源装置。
    In the vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 7.
    The power supply control unit feedback-controls the terminal voltage of the first power supply device based on the target voltage, and feedback-controls the terminal voltage of the second power supply device based on the target voltage.
    Vehicle power supply.
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